振動加速度傳感器應用和解決方案

時間：2021/5/10閱讀：476

振動傳感器應用和解決方案

振動在許多應用中造成嚴重破壞。從機器軸和軸承到硬盤性能，振動會導致機器損壞，提前更換，性能低下，并嚴重影響精度。

　　使用振動分析作為確定機械問題的具體原因和位置的工具可以加快維修并***大限度地降低成本。振動傳感器可以測量和分析位移，線速度和加速度。這些參數(shù)在數(shù)學上是相關的，并且可以從各種傳感器導出。選擇與位移，速度或加速度成比例的傳感器取決于感興趣的頻率和所涉及的信號電平。

　　區(qū)分振動傳感器的三個主要因素：固有頻率，阻尼系數(shù)和比例因子。比例因子將輸出與加速度輸入相關聯(lián)，并與靈敏度相關聯(lián)。固有頻率和阻尼系數(shù)一起決定了振動傳感器的精度水平。在由彈簧和附著質(zhì)量組成的系統(tǒng)中，如果你要將質(zhì)量拉回平衡并釋放質(zhì)量，質(zhì)量將向前振動(超過平衡)并向后振動直至其停止。使質(zhì)量靜止的摩擦力由阻尼系數(shù)確定，質(zhì)量向前和向后振動的速率是其固有頻率。

　　目前用于振動傳感器的兩種基本壓電材料是合成壓電陶瓷和石英。在壓電傳感器或加速度計中，傳感元件是在受到壓縮時發(fā)射電荷的晶體。晶體與質(zhì)量結合，使得當它受到“g”力時，質(zhì)量壓縮晶體并發(fā)出信號。信號值相對于施加的力。

　　晶體連接在中心柱和地震質(zhì)量之間。壓縮環(huán)或螺柱將預加載力施加到元件組件上，以確保剛性結構和線性行為。在加速度下，質(zhì)量對傳感晶體產(chǎn)生剪切應力，導致壓電材料產(chǎn)生成比例的電輸出。輸出由電極收集并通過輕質(zhì)引線傳輸?shù)狡渌娐坊蛑苯觽鬏數(shù)竭B接器。

　　該小加速度信號可以被放大用于加速度測量或者在傳感器內(nèi)被轉(zhuǎn)換成速度或位移信號。今天用于振動監(jiān)測的大多數(shù)壓電傳感器包含內(nèi)部放大器運算放大器可用于將這些傳感器連接到A / D轉(zhuǎn)換器，無論是分立的還是微控制器。小心選擇高輸入阻抗運算放大器以***小化電流。

　　記錄后，可以分析振動數(shù)據(jù)以便立即診斷或保存以供以后或更深入的評估，例如，記錄機器運行狀況中涉及的趨勢和歷史，金融和零售環(huán)境中的資產(chǎn)保護，或區(qū)分環(huán)境振動和在ATM，自動售貨機和售票機等應用中的真實攻擊。

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