振动测试传感器部分ppt课件.ppt

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1、4.1惯性式测振传感器的力学模型和特性分析（绝对式）（一）力学模型和运动方程式（二）惯性式位移传感器的响应条件惯性式位移传感器的输出位移zm反映被测振动的位移量xm。位移传感器的上限测量频率在理论上是无限的，但实际上受具体仪器结构和元器件特性、后继放大电路频响等条件的限制，不能太高。下限测量频率则受弹性元件的强度和质量块尺寸、重量等因素的限制，使n不能太小。因此位移传感器的频率范围是有限的。（三）惯性式加速度传感器的响应条件惯性式加速度传感器的质量块相对位移Zm与被测振动的加速度成正比，因而可用质量块的位移来反映被测振动的加速度大小。加速度传感器幅频特性

2、的表达式:1.惯性式加速度传感器的最大优点是它具有零频率持性,理论下限测量频率为零，实际下限测量频率极低。为使n远大于被测振动频率，加速度传感器的尺寸、质量可做得很小（小于1g），从而对被测对象的附加影响也小。3.传感器的影响：固定在被测对象上的惯性式传感器将作为附加质量使整个系统的振动特性发生变化。4.2压电式加速度传感器当壳体连同基座和被测对象一起运动时，惯性质量块相对于壳体或基座产生位移，由此位移产生的弹性力加于压电元件上，在压电元件的两个端面上就产生了极性相反的电荷。属于惯性式传感器其中k1为弹簧刚度，k2为压电元件的刚度；其中ms为惯性质量，m

3、b为壳体或其座的质量。K为等效刚度，M为折算质量。压电式传感器通常不用阻尼元件，且其元件的内部阻尼也很小（<0.02），系统可视为无阻尼系统。4.2压电式加速度传感器压电元件表面产生的电荷Q为作用在压电元件上的力F为:4.2压电式加速度传感器压电式加速度计的等效电路压电元件本身可以等效为电容，因此，加速度计既可以看作一个电压源，也可以看作一个电荷源。4.2压电式加速度传感器考虑到实际使用的测量电路，等效电路为Ca加速度计电容，Cc电缆分布电容，Ci放大器输入电容4.2压电式加速度传感器测量电路压电传感器的测量系统前置放大器的作用：一是放大压电元件的微弱信

4、号；二是高阻抗输入变为低阻抗输出。前置放大器的类型：电压放大器电荷放大器4.2压电式加速度传感器１.电压放大器：高输入阻抗的比例放大器≈电压放大器输出电压与电容C=Ca+Ci+Cc密切相关，连接电缆的长度与形状变化，会给测量带来不稳定因素，影响传感器的灵敏度。因此，现在通常采用性能稳定的电荷放大器。4.2压电式加速度传感器２.电荷放大器电荷放大器的输出电压与输入电荷成正比，它是一个具有深度电容负反馈的高输入阻抗的高增益运算放大器。4.2压电式加速度传感器KCf>>(C+Cf)K为放大器的开环放大倍数灵敏度：质量块质量越大，灵敏度越高；频率响应范围：传感器的

5、固有频率越高，则其可测频率范围越宽，目前可测的最低频率达0.1Hz。压电式加速度计常用的安装方法：安装状态直接影响可测的频率范围。一般用粘结法固定的可测频率不超过5kHz。手持探针法只能用于1Hz以下的近似测量。压电式加速度传感器的主要特性4.2压电式加速度传感器用螺栓固定是最好的方法，尤其适用于测冲击波及高频振动。4.2压电式加速度传感器压电式阻抗头的结构和安装安装表面激振平台4.2压电式加速度传感器4.3磁电式速度传感器磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。对恒磁通磁电式传感器而言，工作气隙中的磁通恒定，感应电势是由

6、于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。这类结构有两种：（a）动圈式；（b）动铁式常用的是动圈式。1—弹簧2—壳体3—阻尼环4—磁钢5—线圈6—芯轴要尽量降低ωn，采用薄片式弹性元件，并配以阻尼环3加大阻尼，使阻尼比达0.6-0.7，以增加低频段的测量范围。属于的受迫振动磁电式绝对速度传感器4.3磁电式速度传感器1—顶杆2—弹簧片3—磁钢4—线圈5—引出线6—壳体磁电式相对速度传感器测量振动系统中两部件之间的相对振动速度；壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接，使传感器内部线圈与磁钢产生相对运动，发出相应的电动势。4.3磁电式速度传感器

7、灵敏度：频率范围：下限：10-15Hz，上限：1000Hz非线性度：速度越大，失真越严重温度误差：温度变化引起B、L、R都会变化，使灵敏度下降。4.3磁电式速度传感器性能指标：4.4电涡流测振传感器4.5激光测振仪当光程差每变化半个光波波长时，明暗条纹变化一次。设一个振动周期内，计得干涉条纹变化数为N，则：迈克尔逊干涉仪第五节振动测量系统5.1振动量的测量振动量：通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在着确定的微分或积分关系。究竟测量哪个振动量是振动测量中必须考虑的问题之一。加速度速度位移振动位移、振动速度和

8、振动加速度三者的幅值之间的关系与频率有关。在低频振动场合，加速度的