《振动信号测试》PPT课件

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1、机械动态监测与故障诊断第三章振动信号测试幻灯片下载地址：cqudtjc@126.com密码：123456第三章振动信号测试3.1振动信号测试系统的基本构成1、构成2、信息流信号调理Ａ／Ｄ转换计算机软件包传感器风机物理量电量电量数字量传感器调理A/D报警控制结果计算机分析灵敏度LX(t)A1(t)A2(t)Xi放大A16位量程±5V第三章振动信号测试计算机化的监测系统框图最简单的计算机化监测系统。单一计算机完成数据采集、管理、数据分析、人机对话等功能。存贮器打印机屏幕软件适调放大切换装置A/D变换器来自传感器监测仪表计算机汽轮发电机组的监测系统框图下位机分析处理联网显示存贮人机对话通

2、讯适调放大适调放大限幅整形光电隔离光电隔离光电隔离同步采样采样上位机振动信号（快变）温度、压力信号（慢变）键相信号第三章振动信号测试3.2振动信号测试传感器测振传感器的作用是把被测对象的机械振动量（位移、速度、加速度）在要求的范围内正确的接受下来，并将这些机械量转换成电量输出。根据测量参数的不同可将测振传感器分为：振动位移传感器振动速度传感器振动加速度传感器。第三章振动信号测试3.2.1位移传感器位移传感器的输出电量与振动成正比，分为：接触式测量：有变阻式和应变式非接触式测量：电容式和电涡流式本章重点介绍最常用的电涡流式位移传感器。其原理如下：电涡流式位移传感器是一种绕在磁芯线圈，它

3、与谐振电容并联，构成并联谐振回路。振荡器提供高频电流激励，在传感器周围产生高频交变磁场，但磁场范围出现导体时，根据电磁感应定律，在磁场作用下导体表面将产生感应电流——涡流。涡流是以线圈为中心的同心圆环，这些涡流总是阻止原线圈磁场的变化，这样传感器的高频能量被吸收，表现为传感器线圈内的电感量的变化。因此，只要测出电感量的变化，就可以间接知道间隙的变化，即振动的位移量。第三章振动信号测试第三章振动信号测试传感器的输入输出特性曲线位移的测量应当利用此图的直线部分（斜率为传感器灵敏度），初始间隙应调整在曲线线性范围中点对应的间隙上。第三章振动信号测试电涡流传感器的特点：测量线性范围大、抗干扰

4、能力强、动态范围宽、对传感器安装位置要求不高。适应性强，可在油、水、高气压、强干扰等环境中工作；可配接多种测量、监控仪表，可与A/D接口；可连续长期工作十年以上。电涡流传感器与前置放大器第三章振动信号测试第三章振动信号测试3.2.2速度传感器速度传感器输出的电量与振动速度成正比。速度传感器又称为磁电式变换器。磁电式速度传感器是基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就会感应出电动势。速度传感器原理第三章振动信号测试产生的感应电动势，其大小正比于导体运动速度：e1=-Blv×10-3VB——磁通密度（GS）；l——磁场内导体的有效长度（cm）；v——线圈与磁

5、力线的相对切割速度（cm/s）。在传感器内，由于磁通密度B与导体有效长度l的乘积为常数，所以传感器输出电压仅与速度（振动速度）成正比。第三章振动信号测试选择速度传感器时注意的问题：1、最低工作频率凡被测设备的频谱图中低于最低工作频率的信号是失真的，可信度低2、灵敏度用于将测得的电压值换算成速度值，也是估计传感器最大输出电压的重要参数。不同厂家的灵敏度是不同的。第三章振动信号测试3.2.3加速度传感器加速度传感器输出电量与振动加速度成正比。这种类型的传感器只有接触式的，分为压电式和应变式，其中最常用的是压电式加速度传感器。某些具有压电效应的晶体，如石英、人工极化陶瓷等，在承受一定压力而

6、变形时内部会产生极化现象，在其表面产生电荷。这种将机械能转化为电能的现象称为压电效应。加速度传感器结构图及实物第三章振动信号测试压电加速度传感器由：刚性很大的弹簧K、质量M与压电晶体等组成。当传感器固定在被测物体上时，M加于压电晶体的惯性力也随之而变，由于K刚度很大，力的变化完全与被测物体的振动加速度a成正比。由于压电效应，压电晶体上就会产生一个与a成正比的电荷Qa或电压Va，即Qa=SQaVa=SVaSQ——电荷灵敏度SV——电压灵敏度压电式加速度传感器结构原理图原理第三章振动信号测试电荷是非常微弱的值，不能传输较长的距离，通常厂家提供的专用低噪声电缆只有3~5m，最长不过10m。

7、因此需要配置电荷(电压)放大器。电荷放大器电路复杂，价格较高。ICP型加速度传感器：采用了内置IC电路的方案。由内置IC电路完成阻抗变换的功能，并需要一个20mA的恒流源供电。ICP型加速度传感器测量电路1—压电加速度传感器2—微型IC放大器第三章振动信号测试3.2.4测振传感器的性能指标（以压电式传感器为例）1、灵敏度电压灵敏度：加速度计输出电压(mV)与所承受的加速度之比。电荷灵敏度：输出电荷与所承受加速度之比。这两种灵敏度是针对不同前置放大器而言的，