常用振動傳感器有以下幾種:      

 

1.壓電片諧振式：使用壓電片接收振動信號，壓電片的諧振頻率較高，為了降低諧振頻率，使用加大壓電片振動體的質(zhì)量來實現(xiàn)，并使用彈簧球代替附加物，降低兩諧振頻率，增強了振動效果。其優(yōu)點是靈敏度較高，結(jié)構(gòu)簡單。但是需要信號放大后送到TTL電路或者單片機(jī)電路中，不過使用一個三極管單級放大即可

 

2.機(jī)械振動式：傳統(tǒng)的振動檢測方式，受到振動以后，彈簧球在較長的時間內(nèi)進(jìn)行減幅振動，這種振動便于被檢測電路檢測到。振動輸出開關(guān)信號，輸出阻抗與配合輸出的電阻阻值所決定，根據(jù)檢測電路的輸入阻抗，可以做成高阻抗輸出方式。  

 

3.微型振動傳感器：將機(jī)械式振動傳感器微型化，將振動體碳化并進(jìn)行密封處理，其工作性能更可靠。輸出開關(guān)信號直接與TTL電路和或者單片機(jī)輸入電路相連接，電路結(jié)構(gòu)簡單。輸出阻抗高，靜態(tài)工作電流小。  

 

 

振動傳感器按其功能可有以下幾種分類方法：

 

按機(jī)械接收原理分：相對式、慣性式；按機(jī)電變換原理分：電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；

 

按所測機(jī)械量分：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。

 

以上分類法中的傳感器是相容的。

 

1、相對式電動傳感器

 

電動式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)運動的導(dǎo)體在固定的磁場里切割磁力線時，導(dǎo)體兩端就感生出電動勢，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動式傳感器。相對式電動傳感器從機(jī)械接收原理來說，是一個位移傳感器，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動勢同被測振動速度成正比，所以它實際上是一個速度傳感器。

 

2、電渦流式傳感器

 

電渦流傳感器是一種相對式非接觸式傳感器，它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離變化來測量物體的振動位移或幅值的。電渦流傳感器具有頻率范圍寬(0～10 kHZ)，線性工作范圍大、靈敏度高以及非接觸式測量等優(yōu)點，主要應(yīng)用于靜位移的測量、振動位移的測量、旋轉(zhuǎn)機(jī)械中監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的振動測量。

 

3、電感式傳感器

 

依據(jù)傳感器的相對式機(jī)械接收原理，電感式傳感器能把被測的機(jī)械振動參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號的變化。因此，電感傳感器有二種形式，一是可變間隙，二是可變導(dǎo)磁面積。

 

4、電容式傳感器

 

電容式傳感器一般分為兩種類型。即可變間隙式和可變公共面積式。可變間隙式可以測量直線振動的位移。可變面積式可以測量扭轉(zhuǎn)振動的角位移。

 

5、慣性式電動傳感器

 

慣性式電動傳感器由固定部分、可動部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài)，其可動部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大，而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小，也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為：

 

式中：B為磁通密度，l為線圈在磁場內(nèi)的有效長度。從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說，慣性式電動傳感器是一個位移傳感器。然而由于其輸出的電信號是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當(dāng)線圈在磁場中作相對運動時，所感生的電動勢與線圈切割磁力線的速度成正比。因此就傳感器的輸出信號來說，感應(yīng)電動勢是同被測振動速度成正比的，所以它實際上是一個速度傳感器。

 

 

6、壓電式加速度傳感器

 

壓電式加速度傳感器的機(jī)械接收部分是慣性式加速度機(jī)械接收原理，機(jī)電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng)。其原理是某些晶體(如人工極化陶瓷、壓電石英晶體等，不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù)，一般都可以在壓電材料性能表中查到。)在一定方向的外力作用下或承受變形時，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生，這種從機(jī)械能(力，變形)到電能(電荷，電場)的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能(電場，電壓)到機(jī)械能(變形，力)的變換稱為逆壓電效應(yīng)。

 

因此利用晶體的壓電效應(yīng)，可以制成測力傳感器，在振動測量中，由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力，所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比，所以壓電式傳感器是加速度傳感器。

 

7、壓電式力傳感器

 

在振動試驗中，除了測量振動，還經(jīng)常需要測量對試件施加的動態(tài)激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動態(tài)范圍大、體積小和重量輕等優(yōu)點，因而獲得廣泛應(yīng)用。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)，即壓電式力傳感器的輸出電荷信號與外力成正比。

 

8、阻抗頭

 

阻抗頭是一種綜合性傳感器。它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器于一體，其作用是在力傳遞點測量激振力的同時測量該點的運動響應(yīng)。因此阻抗頭由兩部分組成，一部分是力傳感器，另一部分是加速度傳感器，它的優(yōu)點是，保證測量點的響應(yīng)就是激振點的響應(yīng)。

 

使用時將小頭(測力端)連向結(jié)構(gòu)，大頭(測量加速度)與激振器的施力桿相連。從“力信號輸出端”測量激振力的信號，從“加速度信號輸出端”測量加速度的響應(yīng)信號。注意，阻抗頭一般只能承受輕載荷，因而只可以用于輕型的結(jié)構(gòu)、機(jī)械部件以及材料試樣的測量。無論是力傳感器還是阻抗頭，其信號轉(zhuǎn)換元件都是壓電晶體，因而其測量線路均應(yīng)是電壓放大器或電荷放大器。

 

9、電阻應(yīng)變式傳感器

 

電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測的機(jī)械振動量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實現(xiàn)這種機(jī)電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式，其中最常見的是電阻應(yīng)變式的傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理為：應(yīng)變片粘貼在某試件上時，試件受力變形，應(yīng)變片原長變化，從而應(yīng)變片阻值變化，實驗證明，在試件的彈性變化范圍內(nèi)，應(yīng)變片電阻的相對變化和其長度的相對變化成正比。

 

 

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