传感器的特性选择及其环境的适应 - transcell工控博客工控论坛

陆先生

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发表人：qq15401211

发表时间：2010/10/9 9:41:00

发表新论题

本栏论题：

传感器的特性选择及其环境的适应 [8882]

    （1）直接测量参数的选择作为拾振器的被测量是位移、速度或加速度。它们是w的等比数列，能通过微积分电路来实现它们之间的换算。考虑到低频时加速度的幅值有可小到与测量噪声相当的程度，因此如用加速度计测量低频振动的位移，会因低信噪比使测量不稳定和增大测量误差，不如直接用位移拾振器更合理。用位移拾振器测高频位移有类似的情况发生。
    　　
    　　传感器选择时还应力图使最重要的参数能以最直接、最合理的方式测得。例如考察惯性力可能导致的破坏或故障时，宜作加速度测量；考察振动环境（振动烈度以振动速度的均方值来描述）时，宜作振动速度的测量；要监测机件的位置变化时，宜选用电涡流或电容传感器作位移的测量。选择时还需要注意能在实际机器设备安装的可行性。
    　　
    　　（2）传感器的频率范围、量程、灵敏度等指标各种拾振传感器都受其结构的限制而有其自身适用的范围，选用时需要根据被测系统的振动频率范围来选用。对于惯性式拾振器，一般质量大的拾振器上限频率低、灵敏度高；质量轻的拾振器上限频率高、灵敏度低。以压电加速度计为例，作超低振级测量的都是质量超过100g灵敏度很高的加速度计，作高振级（如冲击）测量的都是小到几克或零点几克的加速度计。
    　　
    　　对于微积分放大器，因它的输入饱和量是随频率变化的，带有二次积分网络的电荷放大器，其加速度、速度、位移的可测量程和频率范围随积分次数的增加而减小，使用中要充分注意这一点。因此，在选择传感器以及积分电路时，需要考虑是选用模拟积分电路还是选择数字积分问题，数字积分是利用计算机或芯片采用数字积分算法对被测信号进行积分，具有方便灵活、按需积分等优点，其实时性差的缺点随着微电子的发展有了大大的改进。
    　　
    　　（3）使用的环境要求、价格、寿命、可靠性、维修、校准等例如激光测振尽管有很高的分辨力和测量精确度，由于对环境（隔振）要求极严、设备又极昂贵，它只适用于实验室作精密测量或校准。电涡流和电容传感器均属非接触式，但前者对环境要求低而被广泛应用于工业现场对机器振动的测量中。如大型汽轮发电机组、压缩机组振动监测中用的拾振器、要能在高温、油污、蒸汽介质的环境下长期可靠地工作，常选用电涡流传感器。
    　　
    　　对相位有严格要求的振动测试项目（如作虚实频谱，幅相图、振型等测量），除了应注意拾振器的相频特性外，还要注意放大器，特别是带微积分网络放大器的相频特性和测试系统中所有其他仪器的相频特性，因为测得的激励和响应之间的相位差包括了测试系统中所有仪器的相移。
    　　