設(shè)備振動(dòng)測(cè)量方法課件

1、設(shè)備振動(dòng)測(cè)量方法設(shè)備振動(dòng)測(cè)量方法 一、振動(dòng)基本知識(shí)及一般測(cè)量方法一、振動(dòng)基本知識(shí)及一般測(cè)量方法 二、測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用二、測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用 三、目前市場(chǎng)上主要測(cè)振儀器三、目前市場(chǎng)上主要測(cè)振儀器 四、振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量和振動(dòng)信號(hào)的分析四、振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量和振動(dòng)信號(hào)的分析 一、振動(dòng)基本知識(shí)及一般測(cè)量方法一、振動(dòng)基本知識(shí)及一般測(cè)量方法2013年10月8日機(jī)械振動(dòng)是普遍存在的物理現(xiàn)象機(jī)械振動(dòng)是普遍存在的物理現(xiàn)象 如：旋轉(zhuǎn)機(jī)器的如：旋轉(zhuǎn)機(jī)器的質(zhì)量不平衡質(zhì)量不平衡、負(fù)載不均勻負(fù)載不均勻、結(jié)構(gòu)剛度各結(jié)構(gòu)剛度各向異性向異性、對(duì)中不良對(duì)中不良、潤滑不良潤滑不良、支撐松動(dòng)支撐松動(dòng)等等 振動(dòng)振動(dòng) 機(jī)械振動(dòng)大多數(shù)

2、情況下機(jī)械振動(dòng)大多數(shù)情況下 有害有害：破壞機(jī)器正常工作，降破壞機(jī)器正常工作，降低其性能，縮短其使用壽命，甚至機(jī)毀人亡低其性能，縮短其使用壽命，甚至機(jī)毀人亡 機(jī)械振動(dòng)還伴隨著產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)還伴隨著產(chǎn)生同頻率的噪聲同頻率的噪聲，惡化環(huán)境和勞動(dòng)，惡化環(huán)境和勞動(dòng)條件，危害人們的健康條件，危害人們的健康 振動(dòng)也能被利用來完成振動(dòng)也能被利用來完成有益有益的工作，如運(yùn)輸、夯實(shí)、清的工作，如運(yùn)輸、夯實(shí)、清洗、粉碎、脫水等洗、粉碎、脫水等振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)2013年10月8日振動(dòng)測(cè)量形式：振動(dòng)測(cè)量形式：測(cè)量機(jī)器或結(jié)構(gòu)在測(cè)量機(jī)器或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的振動(dòng)工作狀態(tài)下的振動(dòng)，如振動(dòng)位移、，如振動(dòng)位移、速度、加速

3、度等。速度、加速度等。掌握被測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)掌握被測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷環(huán)境控制、等級(jí)評(píng)定環(huán)境控制、等級(jí)評(píng)定對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測(cè)量其對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測(cè)量其受迫振動(dòng)受迫振動(dòng)獲得被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)性能：固有頻率、阻尼、響應(yīng)、模態(tài)等獲得被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)性能：固有頻率、阻尼、響應(yīng)、模態(tài)等找出薄弱環(huán)節(jié)，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)提高其抗振能力。找出薄弱環(huán)節(jié)，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)提高其抗振能力。振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 一般來說，儀器設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)中既包含有確定性的振一般來說，儀器設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)中既包含有確定性的振動(dòng)，又包含有隨機(jī)振動(dòng)，但對(duì)于一個(gè)線性振動(dòng)系統(tǒng)來說，振動(dòng)，又包

4、含有隨機(jī)振動(dòng)，但對(duì)于一個(gè)線性振動(dòng)系統(tǒng)來說，振動(dòng)信號(hào)可用譜分析技術(shù)化作許多諧振動(dòng)的疊加。因此動(dòng)信號(hào)可用譜分析技術(shù)化作許多諧振動(dòng)的疊加。因此簡(jiǎn)諧振簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最基本也是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)動(dòng)是最基本也是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)。 下面是振動(dòng)的一些分類：下面是振動(dòng)的一些分類：振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 按時(shí)間歷程分類，分為確定性振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)兩大類。機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)非周期的非周期的隨機(jī)的隨機(jī)的 確定的確定的周期的周期的非平穩(wěn)的非平穩(wěn)的平穩(wěn)的平穩(wěn)的簡(jiǎn)諧簡(jiǎn)諧振動(dòng)振動(dòng)復(fù)雜周期復(fù)雜周期振動(dòng)振動(dòng)準(zhǔn)周期準(zhǔn)周期振動(dòng)振動(dòng)瞬態(tài)和瞬態(tài)和沖擊沖擊各態(tài)歷各態(tài)歷經(jīng)的經(jīng)的非各態(tài)非各態(tài)歷經(jīng)歷經(jīng)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)2013年10月8日 振動(dòng)信

5、號(hào)三要素：振動(dòng)信號(hào)三要素： 1） 幅值幅值 amp： 振動(dòng)體離開其平衡位置的最大位移。振動(dòng)體離開其平衡位置的最大位移。 2） 頻率頻率 frequency ：周期的倒數(shù)。：周期的倒數(shù)。頻譜分析頻譜分析 頻率成分及其幅值大小頻率成分及其幅值大小 線性系統(tǒng)頻率保線性系統(tǒng)頻率保持特性尋找振源。持特性尋找振源。 3） 相位相位 phase ：確定共振頻率、振型、動(dòng)平衡、有源振：確定共振頻率、振型、動(dòng)平衡、有源振動(dòng)控制等。動(dòng)控制等。振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)2013年10月8日周期振動(dòng)的定義：周期振動(dòng)的定義：周期函數(shù)可以展開為傅里葉級(jí)數(shù)：周期函數(shù)可以展開為傅里葉級(jí)數(shù)： 第一項(xiàng)為均值或直流分量，第二項(xiàng)為

6、基本振動(dòng)或基波，第三第一項(xiàng)為均值或直流分量，第二項(xiàng)為基本振動(dòng)或基波，第三項(xiàng)以下總稱為高次諧波振動(dòng)。項(xiàng)以下總稱為高次諧波振動(dòng)。振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)2013年10月8日 合成振動(dòng)為周期性非簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成振動(dòng)為周期性非簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅變化的頻率等于振幅變化的頻率等于振幅的數(shù)值在振幅的數(shù)值在 A1 + A2 到到A1 - A2 間變化間變化 振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)A1A2A1+A21342A1-A22013年10月8日 簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最基本的周期運(yùn)動(dòng)，各種不同的周期運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最基本的周期運(yùn)動(dòng)，各種不同的周期運(yùn)動(dòng)都可以用無窮個(gè)不同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的組合來表示。其運(yùn)都可以用無窮個(gè)不同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的

7、組合來表示。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用簡(jiǎn)諧函數(shù)表示為動(dòng)規(guī)律可用簡(jiǎn)諧函數(shù)表示為位移位移速度速度加速度加速度振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)2013年10月8日基礎(chǔ)振動(dòng)的幅基礎(chǔ)振動(dòng)的幅- -頻曲線頻曲線振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)00.511.522.530123456A(w)0.10.20.50.71振動(dòng)測(cè)量方法振動(dòng)測(cè)量方法 振動(dòng)測(cè)量方法分類振動(dòng)測(cè)量方法分類 振動(dòng)測(cè)量方法按振動(dòng)測(cè)量方法按振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換的方式可分為：的方式可分為： 電測(cè)法電測(cè)法：將被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成電量，然后用電量：將被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成電量，然后用電量 測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)量；測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)量； 機(jī)械法機(jī)械法：利用杠桿原理將振動(dòng)量放大

8、后直接記錄下來；：利用杠桿原理將振動(dòng)量放大后直接記錄下來； 光學(xué)法光學(xué)法：利用光杠桿原理，讀數(shù)顯微鏡、光波干涉原理：利用光杠桿原理，讀數(shù)顯微鏡、光波干涉原理 以及激光多普勒效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量；以及激光多普勒效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量；各種振動(dòng)測(cè)量方法的比較：各種振動(dòng)測(cè)量方法的比較：名稱名稱原理原理優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)電測(cè)法電測(cè)法將被測(cè)件的振動(dòng)量轉(zhuǎn)化成電將被測(cè)件的振動(dòng)量轉(zhuǎn)化成電量量,而后用電量測(cè)試儀測(cè)量而后用電量測(cè)試儀測(cè)量靈敏度高，頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍、和線性靈敏度高，頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍、和線性范圍寬。便于分析和遙測(cè)。易受電磁干范圍寬。便于分析和遙測(cè)。易受電磁干擾。擾。目前應(yīng)用最廣目前應(yīng)用最廣。機(jī)械法機(jī)械法利用杠桿原理將振動(dòng)

9、量放大利用杠桿原理將振動(dòng)量放大后直接記錄下來后直接記錄下來抗干擾能力強(qiáng)，頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍、和抗干擾能力強(qiáng)，頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍、和線形范圍窄。測(cè)試時(shí)會(huì)給試件產(chǎn)生一定的線形范圍窄。測(cè)試時(shí)會(huì)給試件產(chǎn)生一定的負(fù)載效應(yīng)，影響測(cè)試結(jié)果。主要負(fù)載效應(yīng)，影響測(cè)試結(jié)果。主要用于低頻用于低頻大振幅振動(dòng)及扭振的測(cè)量大振幅振動(dòng)及扭振的測(cè)量。光學(xué)法光學(xué)法利用光杠桿原理、讀數(shù)顯微利用光杠桿原理、讀數(shù)顯微鏡、光波干涉原理、激光多鏡、光波干涉原理、激光多普勒效應(yīng)和光纖等進(jìn)行測(cè)量普勒效應(yīng)和光纖等進(jìn)行測(cè)量不受電磁干擾，測(cè)量精度高，適用于對(duì)質(zhì)不受電磁干擾，測(cè)量精度高，適用于對(duì)質(zhì)量和體積小、不易安裝傳感器的試件作非量和體積小、不易

10、安裝傳感器的試件作非接觸測(cè)量。接觸測(cè)量。在精密測(cè)量和傳感器、測(cè)振儀在精密測(cè)量和傳感器、測(cè)振儀的校準(zhǔn)、定度中用的較多的校準(zhǔn)、定度中用的較多。振動(dòng)測(cè)量方法振動(dòng)測(cè)量方法電壓測(cè)量系統(tǒng)電壓測(cè)量系統(tǒng)（1）、壓電式加速度傳感器測(cè)量系統(tǒng)）、壓電式加速度傳感器測(cè)量系統(tǒng) 壓壓 電電 式式加速度傳感器加速度傳感器阻抗變換器阻抗變換器積分放大器積分放大器測(cè)振儀測(cè)振儀電荷放大器電荷放大器毫伏表毫伏表記錄儀表記錄儀表電荷測(cè)量系統(tǒng)電荷測(cè)量系統(tǒng)（2）、電動(dòng)式速度傳感器測(cè)量系統(tǒng)）、電動(dòng)式速度傳感器測(cè)量系統(tǒng) 電電 動(dòng)動(dòng) 式式速度傳感器速度傳感器微積分放大器微積分放大器電電 壓壓 表表測(cè)測(cè) 振振 儀儀（3）、渦流式位移傳感器測(cè)量系

11、統(tǒng)）、渦流式位移傳感器測(cè)量系統(tǒng) 渦渦 流流 式式位移傳感器位移傳感器振蕩器振蕩器高頻放大器高頻放大器鑒頻器鑒頻器功率放大器功率放大器 輸輸 出出位移指示位移指示交流放大器交流放大器檢波器檢波器振動(dòng)指示振動(dòng)指示振動(dòng)測(cè)量方法振動(dòng)測(cè)量方法 二、測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用二、測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用 拾取振動(dòng)信息的裝置通常稱拾振器，振動(dòng)傳感器是其核拾取振動(dòng)信息的裝置通常稱拾振器，振動(dòng)傳感器是其核心組成部分。拾振器的作用是檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)參數(shù)（心組成部分。拾振器的作用是檢測(cè)被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)參數(shù)（位位移移、速度速度、加速度加速度、頻率頻率、相位相位），在要求的頻率范圍內(nèi)正），在要求的頻率范圍內(nèi)正確地記錄，并將此

12、機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。確地記錄，并將此機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用按測(cè)振參數(shù)分按測(cè)振參數(shù)分：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器；：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器；按參考坐標(biāo)分按參考坐標(biāo)分：相對(duì)式傳感器、絕對(duì)式傳感器；：相對(duì)式傳感器、絕對(duì)式傳感器；按變分原理分按變分原理分：磁電式、壓電式、電阻應(yīng)變式、電感式、電：磁電式、壓電式、電阻應(yīng)變式、電感式、電 容式、電渦流式、光學(xué)式；容式、電渦流式、光學(xué)式；按與被測(cè)物關(guān)系分按與被測(cè)物關(guān)系分：接觸式傳感器、非接觸式傳感器：接觸式傳感器、非接觸式傳感器測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用 按測(cè)振時(shí)拾振

13、器是否與被測(cè)件接觸可將拾振器分為：按測(cè)振時(shí)拾振器是否與被測(cè)件接觸可將拾振器分為：接觸式接觸式和和非接觸式非接觸式 按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為：按所測(cè)的振動(dòng)性質(zhì)可將拾振器分為：絕對(duì)式絕對(duì)式和和相對(duì)式相對(duì)式拾振器絕對(duì)式拾振器描述被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)相對(duì)式拾振器描述被測(cè)物體之間的的相對(duì)振動(dòng)使用時(shí)殼體固定在被測(cè)物體上也被稱為慣性拾振器使用時(shí)其殼體和測(cè)桿分別和不同的測(cè)件聯(lián)系測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用常用傳感器：常用傳感器：渦流位移傳感器渦流位移傳感器電容傳感器電容傳感器磁電式速度計(jì)磁電式速度計(jì)壓電式加速度計(jì)壓電式加速度計(jì)阻抗頭阻抗頭測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用電渦流式

14、位移傳感器是一種非接觸式測(cè)振傳感器，其基本電渦流式位移傳感器是一種非接觸式測(cè)振傳感器，其基本原理是利用金屬體在交變磁場(chǎng)中的原理是利用金屬體在交變磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)渦電流效應(yīng)。高頻電磁場(chǎng)高頻電磁場(chǎng) 渦流渦流Is 反向的反向的磁場(chǎng)磁場(chǎng) 線圈自感線圈自感L或線圈阻抗或線圈阻抗ZL的變化的變化電渦流式傳感器：電渦流式傳感器：測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日18 電渦流傳感器除用來測(cè)量靜態(tài)位移外，被廣泛用來測(cè)量汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸系的振動(dòng)、軸向位移、轉(zhuǎn)速等，在工況監(jiān)測(cè)與故障診斷中應(yīng)用甚廣。電渦流位移傳感器測(cè)量電渦流位移傳感器測(cè)量軸振動(dòng)的示意圖軸振動(dòng)的示意圖 軸心軌

15、跡和2個(gè)傳感器的時(shí)域波形圖 測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日渦流位移傳感器特點(diǎn)：渦流位移傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單非接觸式測(cè)量非接觸式測(cè)量線性度好線性度好頻率響應(yīng)范圍較寬頻率響應(yīng)范圍較寬具有較強(qiáng)的抗干擾能力具有較強(qiáng)的抗干擾能力在生產(chǎn)條件下安裝方便在生產(chǎn)條件下安裝方便 在監(jiān)視診斷尤其是旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸振動(dòng)檢測(cè)中應(yīng)用十分普遍在監(jiān)視診斷尤其是旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸振動(dòng)檢測(cè)中應(yīng)用十分普遍 測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用電容傳感器：電容傳感器： 非接觸式電容傳感器常用于位移測(cè)量中。 接觸式的電容傳感器常用于振動(dòng)測(cè)量。該類型信號(hào) 的信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路主要采用頻率調(diào)制型（增大電路

16、的靈敏度和可靠性）。 工作頻率范圍：工作頻率范圍： 0Hz300Hz,實(shí)現(xiàn)超低頻測(cè)量； 連接方式為螺栓或粘接；其性能為低噪聲，分辨率達(dá) 0.1mg。 測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日12 磁電式速度傳感器為慣性式速度傳感器，其工作原理為： 當(dāng)有一線圈在穿過其磁通發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的輸出與線圈的運(yùn)動(dòng)速度成正比。 磁電式絕對(duì)速度計(jì)磁電式絕對(duì)速度計(jì) 磁電式相對(duì)速度計(jì)磁電式相對(duì)速度計(jì) 磁電式速度傳感器：磁電式速度傳感器：測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日13 在測(cè)振時(shí)，傳感器固定

17、或緊壓于被測(cè)系統(tǒng)，磁鋼4與殼體2 一起隨被測(cè)系統(tǒng)的振動(dòng)而振動(dòng)，裝在芯軸6上的線圈5和阻尼環(huán)3組成慣性系統(tǒng)的質(zhì)量塊并在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。1 1彈簧彈簧 2 2殼體殼體 3 3阻尼環(huán)阻尼環(huán) 4 4磁鋼磁鋼 5 5線圈線圈 6 6芯軸芯軸磁電式絕對(duì)速度計(jì)：磁電式絕對(duì)速度計(jì)：測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日14 基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)，當(dāng)wwn時(shí)，質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和 基礎(chǔ)的振動(dòng)近乎相等。根據(jù)上述原理，被測(cè)物（它和殼體固接）與質(zhì)量塊的相對(duì)速度就近似其絕對(duì)速度。這樣絕對(duì)式速度計(jì)實(shí)際上是先由慣性系統(tǒng)將被測(cè)物體的振動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成質(zhì)塊殼體的相對(duì)速度，而后用磁電變換原理，將轉(zhuǎn)換成輸出

18、電壓。1 1彈簧彈簧 2 2殼體殼體 3 3阻尼環(huán)阻尼環(huán) 4 4磁鋼磁鋼 5 5線圈線圈 6 6芯軸芯軸測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用2013年10月8日15磁電式傳感器還可以做成相對(duì)式的，用來測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)中兩部件之間的相對(duì)振動(dòng)速度，殼體固定于一部件上，而頂桿與另一部件相連接。從而使傳感器內(nèi)部的線圈與磁鋼產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)來。1 1頂桿頂桿 2 2彈簧片彈簧片 3 3磁鋼磁鋼 4 4線圈線圈 5 5引出線引出線 6 6殼體殼體磁電式相對(duì)速度計(jì)測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用常用壓電傳感器：常用壓電傳感器：測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用慣性式壓

19、電加速度計(jì)慣性式壓電加速度計(jì)中心壓縮型中心壓縮型 高的共振頻率，基座變形影響輸出，測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化易引起溫度飄逸。三角剪切型三角剪切型 有高的共振頻率和良好的線性，對(duì)底座變形和溫度變化有良好的隔離作用。環(huán)形剪切型環(huán)形剪切型 極小型的，高的共振頻 率，最高工作溫度受限制。使用時(shí)注意：使用時(shí)注意：共振頻率與加速度計(jì)的固定狀況有關(guān)共振頻率與加速度計(jì)的固定狀況有關(guān)測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用加速度計(jì)的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振加速度計(jì)的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率。頻率。壓電加速度計(jì)的幅頻特性：壓電加速度計(jì)的幅頻特性：測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用測(cè)振傳感器的選擇及應(yīng)用

20、2013年10月8日 特點(diǎn)特點(diǎn) 頻帶極寬頻帶極寬(0.220 KHz) 。 本身質(zhì)量小本身質(zhì)量小(250 g)。 動(dòng)態(tài)范圍很大。動(dòng)態(tài)范圍很大。 工作原理工作原理慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力作用在壓電晶體上，壓電慣性質(zhì)量運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力作用在壓電晶體上，壓電晶體產(chǎn)生相應(yīng)大小電荷。晶體產(chǎn)生相應(yīng)大小電荷。(a)(b)2013年10月8日量程靈敏度分辨率重量/g應(yīng)用及特點(diǎn)5000g0.5mV/g0.02g4.5適用于爆破、撞擊等100000g0.05mV/g0.3g4.4適用于爆破、撞擊、爆炸分離等150g10mV/g0.003g10.5可在-196的低溫環(huán)境下工作5g1000mV/g0.000 04

21、g35高分辨率型500g10mV/g0.001 5g0.5微型，適用于小型結(jié)構(gòu)50g100mV/g0.000 16g2小型、高靈敏度、高分辨率，各種用途500g10mV/g0.005g2高頻、小型、石英剪切，各種用途50g100mV/g0.000 5g27三角剪切結(jié)構(gòu)，石英通用加速度傳感器2000g2.5mV/g 0.04g17.9沖擊傳感器、內(nèi)置濾波器，樁基檢測(cè)500g10mV/g0.000 5g10環(huán)型 50g100mV/g0.000 2g203軸、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)5g1000mV/g0.000 06g243軸、高靈敏度10g100mV/g0.000 2g180/片狀3軸坐墊傳感器，汽車實(shí)驗(yàn)500

22、g10mV/g0.001g4/方形3軸、小型，模態(tài)、振動(dòng)、噪聲實(shí)驗(yàn)5g1103mV/g0.0001g1 000超低頻地震傳感器，長期穩(wěn)定性良好0.5g1104mV/g0.000 001g635超低頻地震傳感器，高靈敏度某系列加速度傳感器特性表某系列加速度傳感器特性表測(cè)振傳感器的合理選擇測(cè)振傳感器的合理選擇 在振動(dòng)測(cè)量時(shí)，傳感器選擇時(shí)應(yīng)合理選擇測(cè)量參數(shù)，力圖使最重要的參數(shù)能以最直接、最合理的方式測(cè)得： 振動(dòng)位移：是研究強(qiáng)度和變形的重要依據(jù)； 振動(dòng)加速度：與作用力或載荷成正比，是研究動(dòng)力強(qiáng)度和疲勞的重要依據(jù)； 振動(dòng)速度：決定了噪聲的高低，人對(duì)機(jī)械振動(dòng)的敏感程度在很大頻率范圍內(nèi)是由振動(dòng)速度決定的，振

23、動(dòng)速度又與能量和功率有關(guān)，并決定了力的動(dòng)量。 2013年10月8日直接測(cè)量參數(shù)的選擇直接測(cè)量參數(shù)的選擇 ：低頻時(shí)加速度的幅值測(cè)量噪聲相當(dāng)?shù)皖l時(shí)加速度的幅值測(cè)量噪聲相當(dāng) 直接用位移拾振器更合理直接用位移拾振器更合理用位移拾振器測(cè)高頻位移同理用位移拾振器測(cè)高頻位移同理 應(yīng)使最重要的參數(shù)能以最直接、最合理的方式測(cè)得：應(yīng)使最重要的參數(shù)能以最直接、最合理的方式測(cè)得： 考察考察慣性力慣性力可能導(dǎo)致的破壞或故障時(shí)宜做加速度測(cè)量?？赡軐?dǎo)致的破壞或故障時(shí)宜做加速度測(cè)量。 考察考察振動(dòng)環(huán)境振動(dòng)環(huán)境（采用振動(dòng)烈度）宜做振動(dòng)速度的測(cè)量。（采用振動(dòng)烈度）宜做振動(dòng)速度的測(cè)量。 要監(jiān)測(cè)機(jī)器的要監(jiān)測(cè)機(jī)器的位置位置變化時(shí)，宜選

24、用電渦流或電容傳感器變化時(shí)，宜選用電渦流或電容傳感器做位移的測(cè)量。做位移的測(cè)量。 選擇時(shí)還需要注意能在實(shí)際機(jī)器設(shè)備選擇時(shí)還需要注意能在實(shí)際機(jī)器設(shè)備安裝安裝的可行性。的可行性。測(cè)振傳感器的選擇測(cè)振傳感器的選擇2013年10月8日傳感器的頻率范圍、量程、靈敏度等指標(biāo)傳感器的頻率范圍、量程、靈敏度等指標(biāo) 各種拾振傳感器都受其結(jié)構(gòu)的限制而有其自身適用的范圍各種拾振傳感器都受其結(jié)構(gòu)的限制而有其自身適用的范圍 拾振器質(zhì)量大，其上限頻率就低、靈敏度高。拾振器質(zhì)量大，其上限頻率就低、靈敏度高。質(zhì)量輕的拾振器上限頻率高、靈敏度低。質(zhì)量輕的拾振器上限頻率高、靈敏度低。以壓電加速度計(jì)為例以壓電加速度計(jì)為例: :超低

25、振級(jí)測(cè)量的都是質(zhì)量超過超低振級(jí)測(cè)量的都是質(zhì)量超過100g靈敏度靈敏度很高的加速很高的加速度計(jì)。高振級(jí)（如沖擊）測(cè)量的都是小到幾克或零點(diǎn)度計(jì)。高振級(jí)（如沖擊）測(cè)量的都是小到幾克或零點(diǎn)幾克的加速度計(jì)。幾克的加速度計(jì)。 測(cè)振傳感器的選擇測(cè)振傳感器的選擇2013年10月8日 使用環(huán)境、價(jià)格、壽命、可靠性、維修、校準(zhǔn)使用環(huán)境、價(jià)格、壽命、可靠性、維修、校準(zhǔn)激光測(cè)振有很高的分辨力和測(cè)量精確度。激光測(cè)振有很高的分辨力和測(cè)量精確度。 對(duì)環(huán)境對(duì)環(huán)境（隔振）要求極嚴(yán)、設(shè)備又極昂貴。（隔振）要求極嚴(yán)、設(shè)備又極昂貴。 只適用于特只適用于特殊環(huán)境下測(cè)量，如實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、校準(zhǔn)等。殊環(huán)境下測(cè)量，如實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、校準(zhǔn)等。電渦流傳

26、感器對(duì)環(huán)境要求低而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器對(duì)環(huán)境要求低而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量中，且能在高溫、油污、蒸汽介質(zhì)對(duì)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量中，且能在高溫、油污、蒸汽介質(zhì)環(huán)境下長期可靠地工作。環(huán)境下長期可靠地工作。 比較比較電容、激光傳感器電容、激光傳感器對(duì)相位有嚴(yán)格要求時(shí)，除了應(yīng)注意對(duì)相位有嚴(yán)格要求時(shí)，除了應(yīng)注意拾振器拾振器的相頻特性的相頻特性外，還要注意外，還要注意放大器放大器的相頻特性和測(cè)試系統(tǒng)中所有其的相頻特性和測(cè)試系統(tǒng)中所有其他儀器的相頻特性。他儀器的相頻特性。測(cè)振傳感器的選擇測(cè)振傳感器的選擇測(cè)振傳感器的選擇測(cè)振傳感器的選擇 此外，選擇傳感器時(shí)，還要綜合考慮：此外，選擇傳感器時(shí)

27、，還要綜合考慮： 直接測(cè)量參數(shù)的選擇直接測(cè)量參數(shù)的選擇 低頻時(shí)加速度信噪比差低頻時(shí)加速度信噪比差 高頻時(shí)位移信噪比差高頻時(shí)位移信噪比差 綜合考慮傳感器的各個(gè)指標(biāo)綜合考慮傳感器的各個(gè)指標(biāo) 靈敏度、測(cè)量范圍、頻率范圍靈敏度、測(cè)量范圍、頻率范圍 考慮到具體的使用環(huán)境、被測(cè)量設(shè)備等具考慮到具體的使用環(huán)境、被測(cè)量設(shè)備等具體狀況體狀況三、目前市場(chǎng)上的主要測(cè)振儀器三、目前市場(chǎng)上的主要測(cè)振儀器2013年10月8日20 振動(dòng)分析儀器 目前市場(chǎng)上常見的振動(dòng)分析儀器主要有4種：測(cè)振儀 頻率分析儀FFT分析儀虛擬頻譜分析儀2013年10月8日21（1）測(cè)振儀 測(cè)振儀是用來直接指示位移、速度、加速度等振動(dòng)量的峰值、峰一

28、峰值、平均值或均方值的儀器。這一類儀器一般包括微積分電路、放大器、檢波器和表頭。它能使人們獲得振動(dòng)的總強(qiáng)度（振級(jí)）的信息，而不能獲得振動(dòng)頻率等其它方面的信息。 某系列袖珍式測(cè)振儀某系列袖珍式測(cè)振儀 振動(dòng)分析儀器2013年10月8日22（2）頻率分析儀 模擬量頻率分析儀目前仍是振動(dòng)測(cè)量較常用的分析設(shè)備。它主要由模擬帶通濾波器組成。振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，經(jīng)中間變換電路輸入頻率分析儀，手控或自動(dòng)掃描就可完成所需頻帶的頻譜分析。 振動(dòng)分析儀器2013年10月8日23（3）FFT分析儀 FFT分析儀是以微處理器為核心和以快速傅里葉變換算法為基礎(chǔ)的數(shù)字分析儀，精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、功能多、性能穩(wěn)定、抗干擾

29、能力強(qiáng)。手提式雙通道手提式雙通道FFTFFT分析儀分析儀 振動(dòng)分析儀器2013年10月8日24（4）虛擬頻譜分析儀虛擬頻譜分析儀 虛擬儀器的核心是具備各種功能的軟件系統(tǒng)，通常包括計(jì)算機(jī)圖形軟件，數(shù)據(jù)處理軟件和顯示測(cè)量結(jié)果的測(cè)試系統(tǒng)軟件等。也包括少量的儀器硬件（例如數(shù)據(jù)采集硬件）以及將計(jì)算機(jī)與儀器硬件相連的總線結(jié)構(gòu)等。 振動(dòng)分析儀器 測(cè)振儀器對(duì)振動(dòng)信號(hào)的處理與分析測(cè)振儀器對(duì)振動(dòng)信號(hào)的處理與分析一般的譜分析：一般的譜分析：在采樣前應(yīng)經(jīng)抗混疊濾波，并根據(jù)最高頻率和采樣定在采樣前應(yīng)經(jīng)抗混疊濾波，并根據(jù)最高頻率和采樣定理來選擇采樣頻率。一般先估計(jì)信號(hào)中感興趣的最高頻率，據(jù)此選擇理來選擇采樣頻率。一般先估

30、計(jì)信號(hào)中感興趣的最高頻率，據(jù)此選擇抗混疊濾波器的截止頻率，而后確定采樣頻率。通過自功率譜的分析抗混疊濾波器的截止頻率，而后確定采樣頻率。通過自功率譜的分析最終可以得到信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的全貌。最終可以得到信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的全貌。與激振頻率同頻成分的提取：與激振頻率同頻成分的提?。河孟嚓P(guān)濾波或用相關(guān)濾波或FFTFFT算法都可以實(shí)現(xiàn)這種算法都可以實(shí)現(xiàn)這種要求。對(duì)于要求。對(duì)于FFTFFT，為了防止泄露誤差和柵欄效應(yīng)，應(yīng)使，為了防止泄露誤差和柵欄效應(yīng)，應(yīng)使FFTFFT譜線落在參譜線落在參考信號(hào)的頻率上。為此截取信號(hào)時(shí)長等于參考信號(hào)周期的整數(shù)倍。考信號(hào)的頻率上。為此截取信號(hào)時(shí)長等于參考信號(hào)周期的整數(shù)倍。寬帶激勵(lì)下

31、系統(tǒng)傳輸特性的求法：寬帶激勵(lì)下系統(tǒng)傳輸特性的求法：這時(shí)分析的兩個(gè)信號(hào)記錄應(yīng)該是同這時(shí)分析的兩個(gè)信號(hào)記錄應(yīng)該是同時(shí)發(fā)生的，不允許有時(shí)差；兩通道應(yīng)該使用相同的采樣頻率和時(shí)長；時(shí)發(fā)生的，不允許有時(shí)差；兩通道應(yīng)該使用相同的采樣頻率和時(shí)長；頻譜分析使用相同的窗函數(shù)和分析程序。一般采用多段記錄分析，將頻譜分析使用相同的窗函數(shù)和分析程序。一般采用多段記錄分析，將其進(jìn)行平均，以提高測(cè)試的精度。其進(jìn)行平均，以提高測(cè)試的精度。 振動(dòng)分析儀器四、振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量和振動(dòng)信號(hào)的分析四、振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量和振動(dòng)信號(hào)的分析設(shè)備設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析目的目的： 保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)行，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟(jì)效益；保證設(shè)備安

32、全、可靠運(yùn)行，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟(jì)效益； 科學(xué)管理與決策，革新設(shè)備維修體制，由科學(xué)管理與決策，革新設(shè)備維修體制，由事后維修事后維修、計(jì)劃計(jì)劃維修維修向向預(yù)知維修預(yù)知維修轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。依據(jù)：依據(jù)： 任何設(shè)備的振動(dòng)測(cè)量都應(yīng)依據(jù)其振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說任何設(shè)備的振動(dòng)測(cè)量都應(yīng)依據(jù)其振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說要知道設(shè)備正常工況下各性能參數(shù)的值或范圍。要知道設(shè)備正常工況下各性能參數(shù)的值或范圍。分析方法分析方法： 時(shí)域：波形分析、統(tǒng)計(jì)相關(guān)等；時(shí)域：波形分析、統(tǒng)計(jì)相關(guān)等； 頻域：頻譜分析。頻域：頻譜分析。目前最常采用的是通頻振幅來衡量機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的，根據(jù)目前最常采用的是通頻振幅來衡量機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的，根據(jù)所使用傳感器的種類分

33、為：所使用傳感器的種類分為： 1) 軸承振動(dòng)軸承振動(dòng)評(píng)定，用接觸式傳感器評(píng)定，用接觸式傳感器(例如磁電式振動(dòng)速度例如磁電式振動(dòng)速度傳感器或壓電式振動(dòng)加速度傳感器傳感器或壓電式振動(dòng)加速度傳感器)放置在軸承座上進(jìn)行測(cè)量放置在軸承座上進(jìn)行測(cè)量 2) 軸振動(dòng)軸振動(dòng)評(píng)定，用非接觸式傳感器評(píng)定，用非接觸式傳感器(例如電渦流式傳感器例如電渦流式傳感器)測(cè)量軸相對(duì)于機(jī)殼的振動(dòng)值或軸的絕對(duì)振動(dòng)值。測(cè)量軸相對(duì)于機(jī)殼的振動(dòng)值或軸的絕對(duì)振動(dòng)值。 評(píng)定參數(shù)可用振動(dòng)位移峰峰值和振動(dòng)烈度評(píng)定參數(shù)可用振動(dòng)位移峰峰值和振動(dòng)烈度(即均方根值，即均方根值，它代表了振動(dòng)能量的大小它代表了振動(dòng)能量的大小)來表示。來表示。振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)振

34、動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量區(qū)域區(qū)域A新投產(chǎn)機(jī)組的振動(dòng)應(yīng)在此區(qū)域內(nèi)新投產(chǎn)機(jī)組的振動(dòng)應(yīng)在此區(qū)域內(nèi)區(qū)域區(qū)域B機(jī)組可以長期運(yùn)行機(jī)組可以長期運(yùn)行區(qū)域區(qū)域C機(jī)組不允許長期運(yùn)行，利用機(jī)會(huì)進(jìn)行處理機(jī)組不允許長期運(yùn)行，利用機(jī)會(huì)進(jìn)行處理區(qū)域區(qū)域D運(yùn)行有危險(xiǎn)，可能引起機(jī)組事故運(yùn)行有危險(xiǎn)，可能引起機(jī)組事故大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)烈度評(píng)定等級(jí) 軸承振動(dòng)烈度 支承分類 ()1-.smmvrms 剛性支承 柔性支承 0.460.711.121.82.84.67.111.218.028.046.071.0 C B B C A A D D 振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB /T 11347.1 - 89 振動(dòng)參量是指振幅、頻率、相位角和阻尼比等物理量振動(dòng)參量是指振幅、頻率、相位角和阻尼比等物理量。1） 振幅的測(cè)量振動(dòng)量的幅值是時(shí)間的函數(shù)，常用峰值、峰峰值、有效