传感器安装要求 传感器怎样安装才能满足测试要求，误差最小？

传感器怎样安装才能满足测试要求，误差最小？

振动测量中，对于传感器的安装需要仔细考虑，不合理的安装可能会严重地影响测量结果。为了保证测量的正确性，我将从安装位置、安装方式、安装方向和附加质量等方面对传感器的安装加以说明。

1. 安装位置

传感器的安装位置即测量位置，因此，安装位置的总原则：能反应出被测结构的振动特性，满足测试要求 。一般说来，振动测量分为以下几类：

1.1 幅值测量

这时传感器安装位置应位于振动明显的关键位置，这些关键位置包括输入输出位置、轴承及轴承座位置、与人体接触位置等等。比方测量旋转机械，测量位置应靠近轴承，更明确地，应尽量靠近轴承中心线上，如下图所示。

对于结构上的薄弱位置，此位置振动量级肯定大，但这不是我们关心的位置。应避免将传感器安装在这样的位置，如下图所示。

1.2 固有频率测量

理论上讲使用一个传感器就可以测量到结构所有的固有频率，因为，固有频率是结构的全局特性。但此时，测量传感器的安装位置应避开关心的模态的节点位置（这跟模态参考点位置要求相同）。比方测量桥梁的前几阶固有频率，我们知道桥梁的前几阶模态振型如下图所示。跨中位置的振动幅值肯定大，但跨中是模态偶数阶的节点，因此，此时应避免将传感器安装在这个位置。

1.3 传递率测量

经常需要评价隔振装置的隔振效果，此时，传感器的安装位置应位于隔振装置的主被动侧，要尽量靠近隔振装置。如下图所示。

1.4 模态测试

模态测试传感器的安装位置可能分两类，一类是传感器用作模态参考点，另一类是用作普通测点。对于模态参考点位置与固有频率测量的要求是相同的，但是对于普通测点而言，通常的作法是在结构上均匀布置即可，有些测点肯定会位于模态节点上。

1.5 其他类型测量

如要测量转速，则转速测量位置通常位于输入端。应变测量位置应位于应力集中位置、螺栓安装位置、结构连接位置等。

2. 安装方式

传感器安装时，最好是直接将传感器固定在被测结构上，二者之间无其他安装工件，但有时这样的安装工件又是必不可少的。但当引入这样的安装工件之后，或多或少总会带来一些所谓的寄生振动。因此，要尽量减少安装工件的使用，如果要用，一定要保证安装工作的自振频率大于被测振动频率的5-10倍以上。

使用最频繁的是加速度传感器。那么就加速度传感器而言，有多种安装方式：手持探针、蜂蜡、双面胶、磁座、胶粘和螺栓等方式。不同的安装方式对应不同的安装刚度，因而整个传感器系统的自振频率会不同。安装刚度越大，传感器系统的自振频率越高，能用于测量的频带也就越高。因此，关心的频带越高，传感器的安装刚度应越大。在这几种安装方式中，螺栓连接安装刚度最大。但是这时的安装是一种有损安装，因为，需要在结构表面开螺纹孔。

手持探针安装方式 螺栓安装方式

下图为几种不同的安装方式所对应的频响曲线：

螺栓安装 (有 硅脂)

螺栓安装 (无 硅脂)

磁座安装 (有 硅脂)

磁座安装 (无 硅脂)

手持式探针

从上图可以看出，使用手持式探针安装时，在550Hz处，幅值已偏离了5%。用螺栓安装，且有硅脂时，在5.5KHz处幅值才偏离了5%。因而，不同的安装方式，可用的频响函数是不同的。安装刚度越大，可用的频带越宽。

3. 安装平面要求

传感器安装要与被测结构需良好固定，保证紧密接触，连接牢固，振动过程中不能有松动。因此，要求安装表面平整，不能有油污、尘土、碎屑等杂物。当安装平面不平整时，应加工使之平整。当结构表面有油漆，也应该去除表面油漆之后再安装传感器。当用磁座安装时，磁座应当安全牢靠地吸附在测量位置表面上，如下图所示。

4. 安装方向

传感器的测振方向应该与待测方向一致，否则，会造成测量幅值误差。不同的测试要求不同的传感器安装方向。测量位置产生的振动依赖于传感器的安装方向，不同的方向振动幅值是不相同的。应根据测试要求将传感器安装在待测方向上。如果传感器方向偏离测试方向，那么此时横向运动可能远大于轴向运动，此类误差将会特别明显。

另外，对于多次重复测量或监测时，每次传感器的安装位置和安装方向应一致。不然，将会引起误差。

5. 安装手法

当用胶粘时，应沿垂直胶粘平面方向用力按压传感器，使传感器底部的胶形成较薄的一层，避免胶层太厚，导致将高频阻隔掉。这类应用如桥梁测振时，通常使用橡皮泥安装传感器，此时应用力按压传感器。当然了，桥梁的关心频率都比较低。

当使用磁座安装时，由于磁座有吸力，因此安装传感器时应十分小心。若通过磁力垂直吸附在结构表面，由于瞬时的磁力，会导致传感器受到撞击，影响精度。正确的做法时使磁座倾斜一定角度 靠近安装表面完成安装，如下图所示。

6. 附加质量的影响

安装到结构表面的传感器必然会带来附加质量的影响，特别是对小型、轻巧结构的振动测试，要注意传感器及固定件的“额外”质量对被测结构原始振动的影响。关于这一点更多详情，请阅读《怎样评价加速度传感器附加质量对模态频率的影响？》

7. 导线固定

传感器安装后，信号传输导线应固定，同时传感器与导线的接头应紧固连接，测试过程中不能出现松动。固定导线时，接头处的导线应处于舒展状态，不应拉紧受力。导线固定有三个方面的好处，第一，当传感器松动，与被测结构松开时，不会直接摔到地上，损坏传感器，因为有导线拉着。第二，不固定的传输导线在测量过程中发生晃动，会拍打被测结构，导致出现新的振源，这一点特别是模态测试时，需要特别注意。第三，传输导线出现弯曲，拉伸等可能会引起导体与屏蔽层之间局部电容或电荷的变化，引入噪声。

8. 其他方面

其他方面主要是考虑高温、防潮和绝缘等问题。户外高温天气进行测量时，应考虑高温对传感器的影响。对于室外需要隔夜测量时，应考虑传感器的防潮问题，如用保鲜膜包裹传感器，如下图所示。应变测量时更需要考虑这些问题。

传感器安装的总原则：传感器的安装位置应能体现结构的振动特性，应该仔细地检查安装表面是否有污染和表面平滑，如有需要应加工使之平整。使传感器的测振方向和测量方向的偏差减到最小，否则将导致相当于横向灵敏度所引起的误差。安装时，注意安装手法。尽量减少安装工件带来的影响。安装时安装刚度应尽量大，这样可用的频带会越宽。信号电缆应固定于结构表面。安装表面的状态和安装方法应在实验记录中进行记录。

传感器安装的注意事项

　　传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器生产厂家在供应传感器时会提供一份使用说明,其中提供的高频截止频率都是在采用较理想的安装条件下所获得的,而实际使用中，传感器的安装形式的不同，和安装质量的好坏，直接影响安装偶合刚度，进而改变传感器的测量高频截止频率。

温度传感器 DAM-W3-18B20

　　当不同形式的安装方式组合在一起，传感器的高频响应将被最低频率响应的安装形式所制约。高频测量的安装方式往往采用螺钉安装形式。为了达到理想的效果，被测对象的表面，必须达到所规定的平度和光洁度，要求以及传感器安装时应所规定的扭矩，以尽可能地提高安装耦合刚度，保证传感器高频截止频率。传感器的高频截止频率越高，则对传感器的安装要求也越高，因此使用高频测量传感器的用户，必须认真对待传感器的安装。

　　关于传感器安装，聚英电子总结了如下几点，希望大家在使用过程中注意：

　　(1)内部电路板和其他零件的更换，及相关操作必须由专业工程师或技术人员进行。

　　(2)打开壳盖前须保证设备断电至少10min。壳盖的打开须由专业工程师或技术人员进行。

　　(3)防爆型的必须转移到一个安全的区域进行维修保养、拆卸、再组装。

　　(4)转换器电路板组件中包含敏感部件，可能会被静电损坏。小心操作以免直接接触电子部件或电路板上的电路图案，必要时需采取相应的防静电措施。

　　(5)在设计和安装时，应尽量考虑罐底压力出口孔，以消除温度变化引起的误差，必要时也可引入温度补偿。

　　(6)二次仪表应尽可能使用智能仪表，这样可以轻松更改量程并实现温度补偿。

　　(7)测量蒸汽或其他高温介质时，传感器的温度不应超过传感器使用的极限温度，并且散热器的使用温度高于传感器使用的极限温度。

　　(8)不允许测量的介质冻结。否则，传感器元件隔离膜片将损坏，导致传感器损坏。如有必要，传感器应进行温度保护以防止冻结。

　　(9)传感器存储器不能用于36V以上的传感器，导致传感器损坏，并且不能用硬接触传感器物体，导致隔膜损坏。

(10)在测量蒸汽或其他高温介质时，应使用热管将传感器连接到管道，并使用管道上的压力将其传输到变压器。当被测介质为水蒸气时，应将适量的水注入热管，以防止过热蒸汽直接接触传感器并损坏传感器。

烟雾传感器

　　油量传感器

　　①.油箱内浮子的移动应灵活，否则会因浮子与油箱隔板干涉造成指示不准。

　　②. 油量传感器接地应可靠。

　　③. 动磁式油量表的可变电阻式传感器的电阻会随着油箱内部油量平面升高而升高。

　　温度传感器

　　①.传感器接地应可靠，传感器的导线边接不得短路。

②. 动磁式水温表传感器的热敏电阻会随着温度上升，电阻值减小。

温湿度传感器 WS2-A

　　压力传感器

　　①.动磁式压力表的可变电阻值随压力升高而升高。

　　②. 安装压力传感器时，不可直接拧外壳。

③. 如传感器有报警，那么传感器线与报警线不可接反。

压力传感器

　　转速传感器

　　①.确保传感器底部与发动机齿顶间隙0.8至1.0mm,否则会造成指示失准。正确的安装方法是先将传感器拧到底，即传感器底部碰到发动机飞齿顶部，然后逆时针回旋三分之二圈，再用背紧螺母紧固。

交流电流变送器 JY-DIN-AC200A

　　电流互感器

　　① 检查互感器中一次端子中的引线接头是否接触良好。电流互感器的一次端子引线接头部位要保证接触良好，接触面积要保持足够，以防止电流互感器产生了过热性故障，L2端子与膨胀器外罩应注意做好等电位连接，防止电位悬浮。另外，对二次线引出坩子应有防转动措施，防止外部操作造成内部引线扭断。

　　②测试值异常应查明原因，当投运前和运行中测得的介质损耗因数tg值异常时，应综合分析tgδ与温度明显变化或试验电压由10kv上升到Um/根3，tgδ增量超过士0.3%时候，应退出运行。对色谱分析结果异常时，要跟踪分析，考察其增长趋势，若数据增长较快，应引起重视。将事故消灭在萌芽状态。

　　③保任母线差动保护正常投入，为避免电流互感器电容芯底部发生击穿事故时扩大事故影响范围，应注意一次端子L1、与L2的安装方向及二次绕组的ji性连接方式要正确，以确保母线差动保护的正常投入运行

　　④验算短路电流，根据电网发展情况，注意验算电流互感器所在地点的短路电流，超过互感器铭牌的动热稳定电流值时，要及时安排更换。

　　⑤积极开展在线监测和红外测温，目前电流互感器开展的在线监测项目主要有：测量主绝缘的电容量和介质损耗因数tgδ 测量末屏绝缘的绝缘电阻和介质损耗因数tgδ。测试经验表明，它对检测出绝缘缺陷是有效的。对红外测温，有的单位已在开展，现有测试结果表明，它对检测电流互感器内部接头松动是有效的，但仍需积累经验。

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