振動(dòng)傳感器主要技術(shù)指標(biāo)

 

現(xiàn)在我們對(duì)振動(dòng)傳感器的工作原理已經(jīng)有了初步認(rèn)識(shí)，在工程選擇振動(dòng)傳感器型號(hào)時(shí)，有以下幾個(gè)指標(biāo)需要重點(diǎn)關(guān)注：

 

電壓靈敏度：?jiǎn)挝粸閙V/ms-2（或mV/g），有1、10、50、100、1000等規(guī)格；常用的為10 mV/ms-2，表示1 ms-2的振動(dòng)加速度輸入可產(chǎn)生10mV的電壓信號(hào)；電壓靈敏度越大，后端調(diào)理采樣回路就越簡(jiǎn)單。

 

分辨率：?jiǎn)挝粸閙s-2，表示能夠測(cè)量的***小加速度變化。

 

頻率范圍：?jiǎn)挝粸镠z， 電壓靈敏度越大，彈簧質(zhì)量快越大，固有頻率越??；根據(jù)上文分析結(jié)果，振動(dòng)頻率需要遠(yuǎn)小于彈簧系統(tǒng)固有頻率，因此可測(cè)頻率范圍越小。

 

加速度范圍：?jiǎn)挝粸閙s-2，可測(cè)加速度***大值與電壓靈敏度的乘積固定為5V。換句話(huà)說(shuō)，加速度范圍與電壓靈敏度呈反比關(guān)系，加速度范圍隨著電壓靈敏度的增加而減小。

 

直流偏置電壓：振動(dòng)是個(gè)交流信號(hào)，振動(dòng)傳感器的輸出是在直流偏置電壓上疊加這個(gè)交流信號(hào)，偏置電壓一般為12-14V。

 

相對(duì)式和慣性式振動(dòng)傳感器

我們常用的振動(dòng)傳感器是將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，那么它就包括機(jī)械接收和機(jī)電變換兩部分。機(jī)電變換是將原始機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓或者電荷等電信號(hào)，還包含信號(hào)調(diào)理和放大部分，不屬于本次研究的范圍。按照機(jī)械接收方法不同，振動(dòng)傳感器又分為相對(duì)式和慣性式兩類(lèi)

相對(duì)式機(jī)械接收振動(dòng)傳感器所測(cè)得的結(jié)果是被測(cè)設(shè)備相對(duì)于基準(zhǔn)面的相對(duì)振動(dòng)，就像高速公路上的測(cè)速雷達(dá)一樣，測(cè)的是汽車(chē)相對(duì)于靜止公路的絕對(duì)速度。絕對(duì)速度，原理簡(jiǎn)單明了；但是如果不方便或者無(wú)法找到靜止參考點(diǎn)，就不能利用相對(duì)式機(jī)械測(cè)量振動(dòng)，比如地震時(shí)地面和大樓的擺動(dòng)、行駛中的汽車(chē)轉(zhuǎn)向抖動(dòng)、白車(chē)身振動(dòng)等等，這時(shí)就必須采用慣性式機(jī)械接收振動(dòng)傳感器。

下面通過(guò)受力分析簡(jiǎn)要說(shuō)明慣性式機(jī)械接收傳感器的工作原理。

 

彈簧靜變形產(chǎn)生的彈性力和重力大小相等，方向相反；簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可認(rèn)為振動(dòng)傳感器里面質(zhì)量塊僅受阻尼力、彈性力、牽連慣性力的作用。

 

在受迫激勵(lì)下，彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的解由兩部分組成，一部分是自由衰減振動(dòng)，一部分是受迫振動(dòng)。由于阻尼的存在，自由衰減振動(dòng)部分會(huì)很快衰減。自由衰減振動(dòng)部分消失之后，就進(jìn)入穩(wěn)定的等幅受迫振動(dòng)狀態(tài)，也是受迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。