只需三步，快速了解振动传感器

在任何一个振动测量系统中，排在最前端的仪器就是测振传感器。它在振动测量中起着举足轻重的作用。因此，我们对它的作用、原理及选择应用须有比较全面的了解。

1. 振动传感器的作用

测振传感器的重要性表现在它接收和转换机械量的过程中，所能达到的可靠程度，这将决定着后续分析结果的正确性，因为对于一个错误信号的分析，实际上是毫无意义的，甚至是有害的。

2. 振动传感器的种类

振动传感器的种类很多，按所测量的参数形式来分，主要有3种类型：

这种传感器输出的电量与振动位移成正比，它可分以下几种形式：

2）速度式传感器

它输出的电量与振动速度成正比，它有以下几种形式：

3）加速度传感器

这种传感器的输出电量与输入加速度成正比，有压电式和应变式两种类型。

3. 常用的振动传感器

现场振动测试采用的传感器一般有非接触式电涡流传感器、速度传感器、加速度传感器和复合传感器 （由一个非接触传感器和一个惯性传感器组成）四种。每一种传感器都有它们固有的频响特性，这些特性决定了其工作范围。如果采用的传感器在超出其线性频响区域工作时，测量得到的读数会产生较大偏差。下表列出了振动测量常用的一些传感器的性能和适用范围及优缺点。

表1 常用的振动传感器及其性能和适应范围

振动传感器的原理及应用

　　振动传感器原理

　　振动传感器在测试技术中是关键部件之一，振动传感器的原理主要是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。

　　振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。

　　1、相对式机械接收原理由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时，把仪器固定在不动的支架上，使触杆与被测物体的振动方向一致，并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触，当物体振动时，触杆就跟随它一起运动，并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线，根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。

　　由此可知，相对式机械接收部分所测得的结果是被测物体相对于参考体的相对振动，只有当参考体绝对不动时，才能测得被测物体的绝对振动。这样，就发生一个问题，当需要测的是绝对振动，但又找不到不动的参考点时，这类仪器就无用武之地。例如：在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动，在地震时测量地面及楼房的振动……，都不存在一个不动的参考点。在这种情况下，我们必须用另一种测量方式的测振仪进行测量，即利用惯性式测振仪。

　　2、惯性式机械接收原理惯性式机械测振仪测振时，是将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上，当传感器外壳随被测振动物体运动时，由弹性支承的惯性质量块将与外壳发生相对运动，则装在质量块上的记录笔就可记录下质量元件与外壳的相对振动位移幅值，然后利用惯性质量块与外壳的相对振动位移的关系式，即可求出被测物体的绝对振动位移波形。

　　振动传感器应用

　　振动速度传感器是属于惯性式传感。是利用磁电感应原理的振动信号变换成电信号。可用于测量轴承壳或结构的振动。这种传感器测量的振动是相对于自由空间的绝对振动，其输出电压与振动速度成正比，故又称速度式振动传感器。也可以把速度量经过积分转换成位移量再予处理。这种测量可对旋转或往复机械的综合工况进行评价，它直接安装在机器外部，故使用维护极为方便。工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。与二次仪表相配接，即可显示振动速度或位移量的大小。也可以输送到其它二次仪表或交流电压表进行测量。

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