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振動傳感器的分類

振動傳感器 2020-08-19 285 0

相對式
電動式傳感器基于電磁感應原理,即當運動的導體在固定的磁場里切割磁力線時,導體兩端就感生出電動勢,因此利用這一原理而生產的傳感器稱為電動式傳感器。
相對式電動傳感器從機械接收原理來說,是一個位移傳感器,由于在機電變換原理中應用的是電磁感應定律,其產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
電渦流式
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點,主要應用于靜位移的測量、振動位移的測量、旋轉機械中監測轉軸的振動測量。
電感式
依據傳感器的相對式機械接收原理,電感式傳感器能把被測的機械振動參數的變化轉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,二是可變導磁面積。
電容式
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振動的角位移。
慣性式
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,其可動部分的質量應該足夠的大,而支承彈簧的剛度應該足夠的小,也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。
根據電磁感應定律,感應電動勢為:u=Blx&r
式中B為磁通密度,l為線圈在磁場內的有效長度, r x&為線圈在磁場中的相對速度。
從傳感器的結構上來說,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產生,根據電磁感應電律,當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。
壓電式
壓電式加速度傳感器的機械接收部分是慣性式加速度機械接收原理,機電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應。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,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生,這種從機械能(力,變形)到電能(電荷,電場)的變換稱為正壓電效應。而從電能(電場,電壓)到機械能(變形,力)的變換稱為逆壓電效應。
因此利用晶體的壓電效應,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量塊的牽連慣性力,所產生的電荷數與加速度大小成正比,所以壓電式傳感器是加速度傳感器。
壓電式力
在振動試驗中,除了測量振動,還經常需要測量對試件施加的動態激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬、動態范圍大、體積小和重量輕等優點,因而獲得廣泛應用。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應,即壓電式力傳感器的輸出電荷信號與外力成正比。
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。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,它的優點是,保證測量點的響應就是激振點的響應。使用時將小頭(測力端)連向結構,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構、機械部件以及材料試樣的測量。無論是力傳感器還是阻抗頭,其信號轉換元件都是壓電晶體,因而其測量線路均應是電壓放大器或電荷放大器。
電阻應變式
電阻式應變式傳感器是將被測的機械振動量轉換成傳感元件電阻的變化量。實現這種機電轉換的傳感元件有多種形式,其中最常見的是電阻應變式的傳感器。
電阻應變片的工作原理為:應變片粘貼在某試件上時,試件受力變形,應變片原長變化,從而應變片阻值變化,實驗證明,在試件的彈性變化范圍內,應變片電阻的相對變化和其長度的相對變化成正比。
激光
激光傳感器利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等,極適合于工業和實驗室的非接觸測量應用。

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