傳感器的使用

1、第四章 傳感器使用基礎(chǔ)1、 振動(dòng)傳感器現(xiàn)場振動(dòng)測試采用的傳感器一般有非接觸式電渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳感器和復(fù)合傳感器（它是由一個(gè)非接觸式傳感器和一個(gè)慣性傳感器組成）四種。每一種傳感器都有它們固有頻響特性，其決定了各自的工作范圍。如果采用的傳感器在超出其線性頻響區(qū)域工作時(shí)，測量得到的讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。下表列出了振動(dòng)測量中常用的一些傳感器的性能和適用范圍及優(yōu)、缺點(diǎn)等。 表11 常用的振動(dòng)傳感器及其性能和適應(yīng)范圍傳感器種類頻響特性測量適用范圍優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)電渦流傳感器05000HZ或010000HZ轉(zhuǎn)軸相對振動(dòng)軸心軌跡軸承油膜厚度軸位移和脹差轉(zhuǎn)速和相位非接觸測量測量范圍寬靈敏度高抗干擾能

2、力強(qiáng)不受介質(zhì)影響結(jié)構(gòu)簡單對被測材料敏感存在機(jī)械偏差和電氣偏差的可能及影響安裝較復(fù)雜速度傳感器10500HZ或101000HZ軸承座的絕對振動(dòng)不需電源,簡單方便,靈敏度高輸出信號大、輸出阻抗低、電氣性能穩(wěn)定性好，不受外部噪聲干擾動(dòng)態(tài)范圍有限尺寸和重量大彈簧件易失效受高溫影響大加速度傳感器0.210000HZ或更高軸承座的絕對振動(dòng)頻響范圍寬體積小、重量輕靈敏度高不易在高溫環(huán)境下使用裝配困難、成品率低復(fù)合傳感器02000HZ轉(zhuǎn)軸絕對振動(dòng)轉(zhuǎn)軸相對振動(dòng)軸承座的絕對振動(dòng)轉(zhuǎn)軸在軸承間隙內(nèi)的徑向位移非接觸測量無磨損牢固可靠對被測材料敏感安裝較復(fù)雜1.1、振動(dòng)傳感器的構(gòu)成及工作原理振動(dòng)傳感器是將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為

3、成比例的模擬電氣量的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。傳感器至少有機(jī)械量的接收和機(jī)電量的轉(zhuǎn)換二個(gè)單元構(gòu)成。機(jī)械接收單元感受機(jī)械振動(dòng)，但只接收位移、速度、加速度中的一個(gè)量；機(jī)電轉(zhuǎn)換單元將接收到的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成模擬電氣量，如電荷、電動(dòng)勢、電阻、電感、電容等；另外，還配有檢測放大電路或放大器，將模擬電氣量轉(zhuǎn)換、放大為后續(xù)分析儀器所需要的電壓信號，振動(dòng)監(jiān)測中的所有振動(dòng)信息均來自于此電壓信號。1.2、振動(dòng)傳感器的類型振動(dòng)傳感器的種類很多，且有不同的分類方法。按工作原理的不同，可分為電渦流式、磁電式（電動(dòng)式）、壓電式；按參考坐標(biāo)的不同，可分為相對式與絕對式（慣性式）；按是否與被測物體接觸，可分為接觸式與非接觸式；按測量的振動(dòng)參

4、數(shù)的不同，可分為位移、速度、加速度傳感器；以及由電渦流式傳感器和慣性式傳感器組合而成的復(fù)合式傳感器，等等。在現(xiàn)場實(shí)際振動(dòng)檢測中，常用的傳感器有磁電式速度傳感器（其中又以絕對式應(yīng)用較多）、壓電式加速度傳感器和電渦流式位移傳感器。其中，加速度傳感器應(yīng)用最廣，而大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子振動(dòng)的測量幾乎都是渦流式傳感器。2電動(dòng)力式振動(dòng)速度傳感器的工作原理 固定在殼體內(nèi)部的永久磁鐵，隨著外殼與振動(dòng)物體一起振動(dòng)，同時(shí)，由于內(nèi)部由彈簧固定著的線圈不能與磁鐵同步運(yùn)動(dòng)，磁鐵的磁力線被線圈以一定的速度切割，從而產(chǎn)生了電動(dòng)勢輸出。而所輸出的電動(dòng)勢的大小則與磁通量的大小和線圈參數(shù)（在此處均系常數(shù)）以及線圈切割磁力線的速度成正比

5、，所以我們可以得到和磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度成正比的輸出電動(dòng)勢，即：傳感器的輸出電壓與被測物體的振動(dòng)速度成正比。 3. 磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器的構(gòu)造如下圖所示。磁電式速度傳感器的工作原理是，傳感器固定在被測物體上，物體振動(dòng)時(shí)，固定在殼體7上的磁鋼5，隨殼體與物體一起振動(dòng)，而由彈簧片2和線圈3組成的彈簧質(zhì)量元件，與磁鋼的振動(dòng)并不同步，而是發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，線圈切割磁鋼的磁力線而產(chǎn)生電動(dòng)勢，在磁通量及線圈參數(shù)均為常數(shù)的情況下，電動(dòng)勢的大小與線圈切割磁力線的相對速度成正比。此相對速度，對相對式，顯然是被測物體的相對振動(dòng)速度；對絕對式來說，當(dāng)傳感器中的彈簧質(zhì)量元件的固有頻率遠(yuǎn)小于被測物體的振動(dòng)頻率時(shí)，線圈

6、的振動(dòng)速度會(huì)遠(yuǎn)小于磁鋼的振動(dòng)速度，線圈與磁鋼之間的相對速度，接近于被測振動(dòng)體相對于大地或慣性空間的絕對速度。總之，可以認(rèn)為，磁電式速度傳感器的輸出電壓與被測物體的振動(dòng)速度成正比。速度傳感器通過積分電路可測得位移，通過微分電路可測得加速度。磁電式速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是，靈敏度高，輸出信號大，輸出阻抗低，電氣性能穩(wěn)定性好，不易受外部噪聲干擾，不需外加電源，安裝簡單，使用方便，對后續(xù)電路也無特殊要求；缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)頻響范圍有限，尺寸和重量較大，彈簧片容易發(fā)生疲勞損壞。速度傳感器的構(gòu)造特點(diǎn)決定了彈簧片為關(guān)鍵的矛盾點(diǎn)，彈簧片厚，彈簧質(zhì)量元件的固有頻率就增高，所能測得的低頻范圍變窄；彈簧片薄，易損壞，使用壽命短。

7、4. 壓電式加速度傳感器某些晶體，在受到沿一定方向的外力作用時(shí)，其內(nèi)部的晶格會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在晶體的兩個(gè)表面上產(chǎn)生了極性相反的電荷；當(dāng)外力消除后，又恢復(fù)到原來的不帶電狀態(tài)；當(dāng)作用力方向改變時(shí)，所產(chǎn)生的電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比，此現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。壓電式加速度傳感器，就是根據(jù)壓電晶體受力后會(huì)在其兩個(gè)表面產(chǎn)生不同電荷的壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)換的。壓電式加速度傳感器的構(gòu)造如下圖所示。其工作原理是，壓電式加速度傳感器的基座4固定或緊密接觸于被測物體，與物體一起振動(dòng)，由壓緊彈簧1與慣性質(zhì)量塊2組成的彈簧質(zhì)量元件，與基座的振動(dòng)并不同步、而是發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，壓

8、電晶體3受到質(zhì)量塊因相對振動(dòng)加速度產(chǎn)生的慣性力作用而產(chǎn)生電荷，電荷量的大小與慣性力成正比。當(dāng)傳感器中的彈簧質(zhì)量元件的固有頻率遠(yuǎn)大于被測物體的振動(dòng)頻率時(shí)，質(zhì)量塊的振動(dòng)位移會(huì)遠(yuǎn)小于基座的振動(dòng)位移，質(zhì)量塊與基座之間的相對振動(dòng)接近于基座、即被測物體的振動(dòng)。因此，壓電式加速度傳感器的輸出電壓與被測物體的振動(dòng)加速度成正比。加速度傳感器通過積分電路可測得速度，通過二次積分電路可測得位移。壓電式加速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是，體積小，重量輕，頻率響應(yīng)范圍寬。適于測量高頻、沖擊信號，例如齒輪、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)測量，耐溫、耐蝕性較好，不易損壞，在實(shí)際測量中應(yīng)用最廣泛。由于壓電晶體產(chǎn)生的電荷量很小，加速度傳感器需要配置電荷放大

9、器，因此造成內(nèi)阻抗高、電荷放大器前的連接電纜容易受到外部電磁干擾。現(xiàn)在，許多加速度傳感器把放大電路集成到傳感器內(nèi)，抗干擾能力得到大幅度的提高。壓電式加速度傳感器的頻響特性范圍，下限由電荷放大器決定，上限由傳感器的固有頻率及安裝諧振頻率決定。即傳感器與被測物體的接觸及固定狀況會(huì)大大影響高頻測量的范圍，其中鋼螺栓聯(lián)接固定方式的高頻測量范圍最高，可達(dá)10000Hz，磁鐵固定式為2000Hz，手持式最低，僅數(shù)百Hz。5. 電渦流式位移傳感器電渦流式位移傳感器由探頭和前置放大器（又稱測隙儀）二部分組成，探頭對著轉(zhuǎn)子被測表面，但并不接觸，留有一定的間隙，用支架固定在軸承的瓦座上或機(jī)殼上，通過延伸電纜與機(jī)殼

10、外的前置放大器相連。電渦流式位移傳感器的構(gòu)造如右圖所示。電渦流式位移傳感器的工作原理是，傳感器的頭部線圈，與諧振電容、前置器內(nèi)的石英振蕩器，構(gòu)成高頻（12MHz）電流振蕩回路，在頭部線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場。當(dāng)磁場范圍內(nèi)出現(xiàn)金屬導(dǎo)體、如轉(zhuǎn)子時(shí)，轉(zhuǎn)子表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電渦流。電渦流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場反作用于線圈的高頻磁場，使線圈的阻抗（或者說電感）發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子與探頭之間的間隙越小，電渦流就越大，線圈的阻抗就越大、電感量就越小。在振蕩器激勵(lì)電流參數(shù)、線圈參數(shù)、金屬（轉(zhuǎn)子）電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率都為常數(shù)的情況下，電感量是間隙的單值函數(shù)。測出電感量的變化，即可知道轉(zhuǎn)子與探頭的間隙變化。由延伸電纜輸出的電感量

11、變化信號為高頻載波信號，經(jīng)前置放大器內(nèi)的檢波器放大、轉(zhuǎn)換后輸出的是直流電壓信號。該電壓與探頭和轉(zhuǎn)子之間的間隙成正比，因此稱為間隙電壓。間隙電壓U又可分為直流分量Uo和變化分量Ua兩部分。直流分量對應(yīng)于初始間隙（又稱安裝間隙）或平均間隙，用于測量軸位移；變化分量對應(yīng)于振動(dòng)間隙，用于測量振動(dòng)。測隙儀輸出的間隙電壓信號經(jīng)后續(xù)儀表的進(jìn)一步處理，即可轉(zhuǎn)化成軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速、相位的數(shù)值以及狀態(tài)監(jiān)測的各種圖譜。電渦流式位移傳感器是非接觸式傳感器，具有靈敏度高、線性范圍大、頻響范圍寬、具有零頻響應(yīng)、探頭結(jié)構(gòu)尺寸小、抗干擾能力強(qiáng)、適于遠(yuǎn)距離傳送、易于校準(zhǔn)標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)。與接觸式傳感器（速度傳感器、加速度傳感器都

12、是接觸式）相比，電渦流式傳感器能夠更準(zhǔn)確地測量出轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀況的各種參數(shù)，尤其適用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸振動(dòng)、軸位移、相位、軸心軌跡、軸心位置、差脹、等等的測量，用途十分廣泛。6. 常用振動(dòng)傳感器主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)常用振動(dòng)傳感器主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)類型 電渦流式位移傳感器 磁電式速度傳感器 壓電式加速度傳感器項(xiàng)目 （本特利3300、3500系列） （絕對式CD-1） (YD42,YE14103)靈敏度 7.87 mVm±4 60 mV（mms） 20pcg頻率范圍 010000Hz 10500Hz 110000Hz 線性范圍 2mm ±1mm 1000g 適用范圍 軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速、

13、 軸承座、機(jī)殼、基礎(chǔ)等 高頻、沖擊信號的測 相位、軸心軌跡等多種測量 非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)測量 量，如齒輪、滾動(dòng)軸承 非接觸式測量 靈敏度高 靈敏度高 靈敏度高，線性范圍大 輸出阻抗小，輸出信 體積小、重量輕 頻響范圍寬，具零頻響 號大，電氣性能穩(wěn)定， 頻響范圍寬，適于優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)，可測靜態(tài)值 不易受外部噪聲干擾 高頻、沖擊信號的檢測 高電壓、低阻抗輸出， 不需外加電源 耐溫、耐蝕性較好 適于遠(yuǎn)距離傳送 簡單、方便 工作可靠，適應(yīng)環(huán)境 可靜態(tài)標(biāo)定，校準(zhǔn)方便 應(yīng)，可測靜態(tài)值 對被測部件的缺陷敏感， 頻響范圍有限 對安裝狀況敏感 易存在機(jī)械及電氣偏差 體積、重量較大 內(nèi)阻抗高，放大器 缺點(diǎn) 需要外部電源

14、彈簧易疲勞損壞 前電纜易受電磁干擾 安裝較復(fù)雜 易受高溫、磁場影響 標(biāo)定較困難 標(biāo)定較麻煩現(xiàn)將常用振動(dòng)傳感器主要性能及優(yōu)缺點(diǎn)列表如下：電渦流傳感器優(yōu)缺點(diǎn)比較一覽表優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)1、 直接測量轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)是大部分常見機(jī)器故障的振動(dòng)源，如不平衡、摩擦、軸承失穩(wěn)等；2、 測量轉(zhuǎn)子相對于軸承或軸承座在軸承間隙內(nèi)的平均位置，平均位置是作用于轉(zhuǎn)子上的單向預(yù)負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的重要標(biāo)志，如來自不對中、流體或空氣動(dòng)力影響等，均可得到體現(xiàn)；3、 標(biāo)定簡單，只需千分表和數(shù)字電壓表即可完成靜態(tài)標(biāo)定；4、 某些型號的傳感器可用作軸向推力位置測量、轉(zhuǎn)子偏心（彎曲）測量、轉(zhuǎn)速測量、相位角測量和差脹測量；5、 直

15、接以工程單位測量位移，對評價(jià)機(jī)器由于大多常見故障引起的總體響應(yīng)和振動(dòng)嚴(yán)重程度非常有意義；6、 良好的信噪比，高電平低阻抗輸出，監(jiān)測儀到傳感器系統(tǒng)的電纜長度可達(dá)300米；7、 頻率響應(yīng)寬，達(dá)到DC到10kHz；8、 無活動(dòng)部件，高可靠性；9、 模塊化涉及，更換方便靈活。1、 電氣或機(jī)械引起的初始偏差；與轉(zhuǎn)子材料的均勻性有關(guān)，對轉(zhuǎn)子表面質(zhì)量要求高，不能有劃痕、銹蝕、凸起的斑點(diǎn)和磁場；2、 對某些轉(zhuǎn)子材料（金屬元素）敏感，可能需要特別標(biāo)定；3、 需要外部直流電源；4、 對某些機(jī)器來說，安裝比較困難；5、 一般用于臨時(shí)監(jiān)測時(shí)，無法快速安裝，即使用于定期測量，傳感器也需永久性固定安裝；6、 用于測量轉(zhuǎn)子

16、絕對振動(dòng)時(shí)，與之相連結(jié)的速度傳感器必須安裝在同一位置（方位）。這種情況多用于低機(jī)械阻抗比的機(jī)器。速度傳感器優(yōu)缺點(diǎn)比較一覽表優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)1、 安裝方便、快捷，可安裝在機(jī)器外部，如軸承座部位；2、 在中等頻率范圍內(nèi)（15Hz到1kHz）具有較強(qiáng)輸出信號；3、 無需外部電源；4、 與電渦流傳感器配合可測量轉(zhuǎn)子絕對振動(dòng)；5、 對中等速度范圍內(nèi)運(yùn)行的機(jī)器，其頻率響應(yīng)足夠用于評價(jià)其運(yùn)行狀態(tài)；6、 使用磁性座可臨時(shí)安裝；7、 有高溫型可用于高溫環(huán)境下的振動(dòng)測量；8、 速度可方便地積分為位移，用以評價(jià)機(jī)器總體振動(dòng)狀態(tài)；9、 速度有效值（振動(dòng)烈度）以作為評價(jià)中等轉(zhuǎn)速（功率）機(jī)器的國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用工程單位。¥

17、;1、 能提供轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的信息有限，在低機(jī)械阻抗的機(jī)器上適用是可以的；2、 由于安裝在機(jī)器外部，測量易受到周邊環(huán)境傳遞到機(jī)器殼體上振動(dòng)的影響，影響因素如管道、基礎(chǔ)、相鄰的機(jī)器等；3、 機(jī)械設(shè)計(jì)（彈性質(zhì)量阻尼）、性能在正常應(yīng)用一段時(shí)間后會(huì)降低；4、 傳感器任何結(jié)構(gòu)的故障都需整體更換傳感器；5、 標(biāo)定困難，需要從機(jī)器上卸下，適用振動(dòng)臺標(biāo)定；6、 低頻段幅值和相位誤差大；7、 在高幅值下的交叉軸靈敏度問題；8、 體積較大，重量高。¥ 但有資料認(rèn)為，在某些場合如確定共振峰值時(shí)不應(yīng)以有效值來計(jì)量，應(yīng)以峰值或峰峰值來計(jì)量。筆者認(rèn)為，在衡量運(yùn)行條件相對穩(wěn)定的機(jī)器振動(dòng)時(shí)，采用有效值是合適的，在衡量

18、非穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，使用峰值來確定振動(dòng)的嚴(yán)重程度可能更合適。按照慣例，振動(dòng)位移以峰峰值計(jì)量，振動(dòng)速度以有效值（烈度）計(jì)量，振動(dòng)加速度以單峰值計(jì)量。但測量往復(fù)壓縮機(jī)振動(dòng)時(shí)振動(dòng)速度以峰值計(jì)量更合理。在使用慣性式速度傳感器時(shí)應(yīng)注意其規(guī)定使用方向，有些型號的傳感器對使用方向有嚴(yán)格的要求，主要是內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同。在三種常用振動(dòng)傳感器中，其壽命最短。加速度傳感器優(yōu)缺點(diǎn)比較一覽表優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)1、 安裝方便，可安裝在機(jī)器外部，如軸承座部位；2、 對高頻測量，特別是2kHZ以上的測量非常有用；3、 無移動(dòng)部件，良好的可靠性；4、 具有高溫型號可選擇；5、 當(dāng)最大頻率和溫度超過限定值時(shí)，加速度傳感器就成為唯一的振動(dòng)傳感

19、器。6、 相對輕量設(shè)計(jì)。1、 提供轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)信息非常有限，適用于低機(jī)械阻抗設(shè)計(jì)的機(jī)器；2、 由于安裝在機(jī)器外部，測量易受到周邊環(huán)境傳遞到機(jī)器殼體上振動(dòng)的影響，影響因素如管道、基礎(chǔ)、相鄰的機(jī)器等；安裝位置選擇必須仔細(xì)，以最大程度地降低外部影響；3、 安裝不好時(shí)會(huì)引入噪聲，需要仔細(xì)安裝，當(dāng)手持測量時(shí)，響應(yīng)范圍非常有限，一般僅能達(dá)到500Hz；4、 無法修理或部分更換，需整體更換；5、 標(biāo)定困難，同樣需要從機(jī)器上卸下，適用振動(dòng)臺標(biāo)定；6、 不適用于一些低轉(zhuǎn)速設(shè)備，低頻下信噪比極低；7、 雙積分成位移時(shí)，低頻段誤差大；8、 一般在監(jiān)測時(shí)需要濾波器，不同的機(jī)器需要的濾波范圍也不同；9、 需要外部電源

20、；10、某些情況下因沖擊、跌落在水泥地上易造成損壞。· 附注普通壓電加速度傳感器需要信號輸入調(diào)節(jié)，即要求使用電荷放大器，為了避免這類麻煩，一般采用ICP加速度傳感器，即集成電路加速度傳感器，只要測量儀器解決了傳感器的供電問題就可以了。若測量儀器沒有設(shè)計(jì)給ICP傳感器供電，可以選擇小型單通道恒流源（電池供電）給ICP傳感器供電，解決臨時(shí)監(jiān)測問題。振動(dòng)傳感器頻率響應(yīng)范圍傳感器的安裝，直接影響到信號輸出的正確與否，特別是電渦流傳感器，由于安裝比較困難，在一些結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)器上安裝更是復(fù)雜，需要特別注意。雖然電渦流傳感器的安裝與從事設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷人員沒有直接的關(guān)系，但因安裝位置、間隙、

21、支撐剛度、牢固程度等等，都會(huì)對信號輸出造成干擾或虛假信號。了解電渦流傳感器安裝的基本要求，對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是有幫助的。影響電渦流傳感器輸出的因素有：l 轉(zhuǎn)子材質(zhì)。對大多轉(zhuǎn)子材質(zhì)來說，電渦流輸出的靈敏度是相似的，即我們常說的8mVm，但對一些特殊鋼材來說，傳感器輸出的靈敏度會(huì)變化；l 轉(zhuǎn)子軸頸的表面狀態(tài)。表面粗糙度或表面處理工藝不同，輸出信號不同。表面鍍層的厚度若很薄，傳感器磁場穿透后感受到兩層不同的材質(zhì)，就會(huì)影響輸出。在傳感器磁場穿透范圍內(nèi)有內(nèi)部缺陷，也會(huì)影響信號輸出的正確性；l 線性范圍和溫度范圍。必須保證在規(guī)定范圍內(nèi)使用。由于安裝導(dǎo)致信號干擾的因素：l 交叉干擾；l 探頭安裝不合理

22、；l 探頭固定剛度不足；l 前置器輸入或輸出接頭松動(dòng)。對33003500系列，A不小于25mm；對7200系列，A不小于40mm。小于這個(gè)最小尺寸，容易產(chǎn)生交叉偶合干擾。在國產(chǎn)DH型風(fēng)機(jī)上安裝傳感器時(shí)，由于軸徑縱向長度太短，同時(shí)安裝鍵相傳感器時(shí)就會(huì)發(fā)生這種干擾，表現(xiàn)為正常振動(dòng)信號上疊加了脈沖信號，使得監(jiān)測儀表讀數(shù)偏大，經(jīng)常出現(xiàn)報(bào)警黃燈甚至危險(xiǎn)紅燈。 安裝傳感器時(shí)，探頭端部必須伸出來，并保證與軸的正確間隙，以面?zhèn)鞲衅鳟a(chǎn)生的磁場受到安裝孔的影響。否則會(huì)導(dǎo)致傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)。 傳感器垂直方向的支撐剛度必須足夠高，不能在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)。圖中箭頭所指的地方必須連接牢固。現(xiàn)在已經(jīng)有的產(chǎn)品改為鎖緊式設(shè)計(jì)。還有

23、其它類型的傳感器，如復(fù)合式絕對位移傳感器、脹差傳感器、壓電速度傳感器、應(yīng)變式加速度傳感器等等，都可以根據(jù)不同的使用要求進(jìn)行選擇。壓電速度傳感器脹差傳感器復(fù)合式傳感器 在一些場合，如電廠的球磨機(jī)、水泥廠的轉(zhuǎn)窯、煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐、煤礦的天輪等，機(jī)器的轉(zhuǎn)速很低，但負(fù)荷很大，采用常規(guī)的振動(dòng)監(jiān)測法診斷故障就不像中高速機(jī)械那樣敏感，測量其受力變化反而更直接?？梢赃x擇應(yīng)變式加速度傳感器，配合動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀進(jìn)行調(diào)理放大，獲取所需信號。圖4-1、渦流傳感器輸出及其溫度漂移曲線在高溫環(huán)境下使用的電渦流傳感器，必須考慮其溫度漂移指標(biāo)，否則系統(tǒng)輸出的信號無法正確反映機(jī)器振動(dòng)的真實(shí)信息，甚至獲得錯(cuò)誤的信息。若沒有把握決定選擇的

24、傳感器是否滿足需要，最好能夠在生產(chǎn)廠家進(jìn)行溫度漂移試驗(yàn)，信號隨不同溫度的信號輸出除滿足一定誤差要求外，還應(yīng)滿足線性輸出的要求。圖4-2、速度傳感器頻率響應(yīng)曲線圖4-3、速度傳感器頻響相位延遲曲線選擇電渦流傳感器時(shí)要注意其溫度漂移指標(biāo)，特別是應(yīng)用于高溫環(huán)境下時(shí)，更應(yīng)注意。國產(chǎn)的電渦流傳感器在常溫或較低工作溫度下的性能是沒有問題的，但多數(shù)溫度漂移指標(biāo)不合格，這樣就會(huì)導(dǎo)致輸出的信號線性非常差，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無法保證。速度傳感器國內(nèi)生產(chǎn)商不少，目前可以滿足基本振動(dòng)監(jiān)測要求，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。如果是采用永久性安裝，最好選擇壓電速度傳感器，以保證其可靠性和較寬的頻率響應(yīng)。便攜儀器配套的速度傳感器，一般是

25、臨時(shí)監(jiān)測用，采用普通慣性式速度傳感器就可滿足需要。傳感器的選擇主要依據(jù)以下三個(gè)因素：1、測試對象的運(yùn)轉(zhuǎn)情況與什么參數(shù)有關(guān)，適合什么類型的傳感器；2、機(jī)械阻抗（支撐剛度）的影響，振動(dòng)信號能否較好地傳遞到機(jī)殼上，測量部位的特性（軸承類型等）；3、頻率范圍要求。較低的頻率或總振動(dòng)水平測量可采用速度傳感器，分析高頻域振動(dòng)（葉片、滾動(dòng)軸承或齒輪故障）、結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)等采用加速度傳感器。對傳感器的類型確定后，采用正確的安裝方式，就能正確地完成測試任務(wù)。圖4-4、速度傳感器頻響曲線圖4-5、加速度傳感器頻響曲線¨ 常用機(jī)械選擇傳感器的方法機(jī)器類型傳感器建議安裝位置使用滑動(dòng)軸承的蒸汽輪機(jī)、壓縮機(jī)及大型

26、機(jī)泵非接觸式位移傳感器軸承徑向互成90°安裝，并在每一機(jī)器推力軸承側(cè)安裝軸向位移傳感器（一般為雙傳感器），在每一轉(zhuǎn)速段安裝鍵相傳感器。中型機(jī)泵位移或速度傳感器在軸承徑向水平、垂直方向安裝。使用滑動(dòng)軸承的電機(jī)或風(fēng)機(jī)位移或速度傳感器在每一軸承徑向安裝，并最少安裝一個(gè)軸向位移傳感器來檢測軸向壓力磨損。使用滾動(dòng)軸承的電機(jī)、泵、壓縮機(jī)速度或加速度傳感器可在每一軸承水平、垂直、軸向三個(gè)方向安裝，盡可能安裝在最大受力處。使用滾動(dòng)軸承的齒輪箱加速度傳感器傳感器的安裝盡可能接近每一個(gè)軸承。使用滑動(dòng)軸承的齒輪箱非接觸式位移傳感器軸承徑向互成90°安裝，并在推力軸承側(cè)安裝軸向位移傳感器。附加說明

27、：& 速度傳感器一般采用鋼制螺拴或磁鐵安裝；& 加速度傳感器安裝方式較多，不同的安裝方式具有不同的高頻響應(yīng)。采用鋼制螺拴安裝時(shí)，能達(dá)到傳感器設(shè)計(jì)高頻范圍，其它的方式均會(huì)影響高頻響應(yīng)，應(yīng)當(dāng)在特殊場合應(yīng)用時(shí)予以注意；& 使用加速度傳感器測振時(shí)，要特別注意連接電纜的噪聲問題和接地問題。工作中的拉伸、壓縮和動(dòng)態(tài)彎曲均會(huì)引入噪聲，引起“顫動(dòng)噪聲”干擾；測量系統(tǒng)必須保證“一點(diǎn)接地”，或使用絕緣層將傳感器與被測物體表面隔離；& 測量小結(jié)構(gòu)物體時(shí)（如小型葉片），應(yīng)使用質(zhì)量較小的加速度傳感器，必須保證傳感器的質(zhì)量遠(yuǎn)小于被測物體的質(zhì)量，否則會(huì)引起很大的誤差，若確因條件限制時(shí)，必須對

28、測量結(jié)果予以修正；& 選擇加速度傳感器時(shí)，必須滿足加速度使用的上限頻率（傳感器說明書中有此指標(biāo)）應(yīng)大大小于加速度傳感器的一階共振頻率（取決于不同的安裝方式），一般其使用上限頻率應(yīng)小于傳感器一階共振頻率的2.53倍以上，這樣才能保證測量精度；& 非接觸式位移傳感器因其放大部分為非線性放大，具有一定的阻抗要求，因此其延伸電纜的長度不能隨意改變，替換時(shí)應(yīng)注意選擇相同的型號和相同的延伸電纜長度，以保證其靈敏度的相同。& 附錄：常用振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)1、 振動(dòng)烈度標(biāo)準(zhǔn)（ISO2372、ISO3945）振動(dòng)烈度ISO2372、ISO3945范圍級級級級剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)0.28AAAA優(yōu)優(yōu)0.450.711.12B1