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振动传感器发展趋势_振动传感器原理

振动传感器 2020-06-01 71 0

  振动传感器发展趋势

  1.引入新技术发展新功能

  随着人们对自然认识的深化,会不断发现一些新的物理效应、化学效应、生物效应等。利用这些新的效应可开发出相应的新型传感器,从而为提高传感器性能和拓展传感器的应用范围提供新的可能。图尔克市场技术部产品经理兼技术支持主管杨德友向记者表示,“目前传感器界的最大特点就是不断引入新技术发展新功能。”如检测金属产品位置的电感式接近开关,它利用金属物体接近能产生电磁场的振荡感应头时在被测金属上形成的涡流效应来检测金属产品的位置。由于不同金属涡流效应的效果不同,因此不同金属的检测距离是不一样的,尤其是面对各类合金时,普通的电感式接近开关就显得力不从心,这就要求生产厂商在提高产品功能上下功夫。由于电感式接近开关其内部结构是在铁氧体磁芯上绕制线圈作为电感线圈,而铁氧体磁芯自身的限制使得电感式传感器不可能在已有的设计理念下发展,那么只能在技术上开发出可以替代铁氧体线圈的产品来提高产品的性能。图尔克公司的电感式接近开关就摒弃了铁氧体磁芯,从而去掉了磁芯的限制。这样在检测不同金属时可以通过电路调节提高产品的检测距离,并且全金属检测距离无衰减,抗干扰能力也有所提升。

  2. 利用新材料发展新产品

  传感器材料是传感器技术的重要基础,随着材料科学的进步,人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器,光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器,用陶瓷制成压力传感器。高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。将高分子电介质做成电容器,测定电容容量的变化,即可得出相对湿度。利用这个原理制成的等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器,具有测湿范围宽、温度范围宽、响应速度快、尺寸小、可用于小空间测湿、温度系数小等特点。陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术,厚膜电子技术,其技术性能稳定,年漂移量的满量程误差不超过0.1%,温漂小,抗过载更可达量程的数百倍。光导纤维的应用是传感材料的重大突破,光纤传感器与传统传感器相比有许多特点:灵敏度高、结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。而光纤传感器与集成光路技术的结合,加速了光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件,光纤传感器又具有了高带宽、低信号处理电压、可靠性高、成本低等特点。

  振动传感器

 

  振动传感器原理

  振动传感器在测试技术中是关键部件之一,它的作用主要是将机械量接收下来,并转换为与之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。

  振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量,而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量,然后由机械接收部分加以接收,形成另一个适合于变换的机械量,最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。

  1、相对式机械接收原理

  由于机械运动是物质运动的最简单的形式,因此人们最先想到的是用机械方法测量振动,从而制造出了机械式测振仪(如盖格尔测振仪等)。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时,把仪器固定在不动的支架上,使触杆与被测物体的振动方向一致,并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触,当物体振动时,触杆就跟随它一起运动,并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线,根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。

  由此可知,相对式机械接收部分所测得的结果是被测物体相对于参考体的相对振动,只有当参考体绝对不动时,才能测得被测物体的绝对振动。这样,就发生一个问题,当需要测的是绝对振动,但又找不到不动的参考点时,这类仪器就无用武之地。例如:在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动,在地震时测量地面及楼房的振动……,都不存在一个不动的参考点。在这种情况下,我们必须用另一种测量方式的测振仪进行测量,即利用惯性式测振仪。

  2、惯性式机械接收原理

  惯性式机械测振仪测振时,是将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上,当传感器外壳随被测振动物体运动时,由弹性支承的惯性质量块将与外壳发生相对运动,则装在质量块上的记录笔就可记录下质量元件与外壳的相对振动位移幅值,然后利用惯性质量块与外壳的相对振动位移的关系式,即可求出被测物体的绝对振动位移波形。

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