振动传感器的结构分类与工作原理

Question

如题所述

Answer 1

它是整个知孙测试系统的核心，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好和可靠的技术基础。目前市场上传感器的种类繁多，但其基本功能都是将非电学量转化为电学量。接下来，我们将深入了解振动传感器的结构分类与工作原理。
**振动传感器的结构分类**
1. **相对式电动式传感器**
这些传感器基于电磁感应原理。当运动的导体在固定的磁场中切割磁力线时，会在导体两端产生电动势。因此，电动式传感器利用这一原理制成。它们实际上是一种速度传感器，因为产生的电动势与被测振动速度成正比。
2. **电涡流式电涡流传感器**
电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它通过测量传感器端部与被测物体之间的距离变化来确定物体的振动位移或幅值。这种传感器具有宽频率范围（0～10kHz）、大线性工作范围、高灵敏度以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移测量、振动位移测量和旋转机械中监测转轴振动。
3. **电感式传感器**
电感式传感器依据相对式机械接收原理，将机械振动参数的变化转换成电参量信号的变化。它们有两种形式：可变间隙式和可变导磁面积式。
4. **电容式传感器**
电容式传感器通常分为可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可用于测量直线振动的位移，而可变面积式可用于测量扭转振动的角位移。
**振动传感器的工作原理**
振动传感器的种类众多，按照工作原理的不同，可以分为电涡流式、电感式、电容式、压电式和电阻应变式振动传感器等。以下是这些传感器的工作原理和应用。
1. **电涡流式振动传感器**
电涡流式振动传感器利用涡流效应作为工作原理，是一种非接触式传感器。它通过测量传感器端部与被测对象之间距离的变化来测量振动参数，主要用于振动位移的测量。
2. **电感式振动传感器**
电感式振动传感器依据电磁感应原理设计，用于将机械振动参数转换为电参量信号。它设置有磁铁和导磁体，适用于振动速度、加速度等参数的测量。
3. **电容式振动传感器**
电容式振动传感器通过测量间隙或公共面积的改变来获得可变电容，进而测定机械振动参数。它可以分为可变间隙式和可变公共面积式两种，分别用于直线振动位移和扭转振动的角位移测量。
4. **压电式振动传感器**
压电式振动传感器利用压电效应完成振动测量。当被测物体的振动对压电式振动传感器形成压力时，晶体元件会产生相应的电荷，电荷数量可以换算为振动参数。
5. **电阻应变式振动传感器**
电阻应变式振动传感器通过电阻变化量来表达被测物体的机械振动量。实现方式多样，可以应用各种传感元件，其中较为常见的是电阻应变片。