機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)

----工業(yè)傳感器原理與應(yīng)用北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院陽建宏2010.10機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)

----工業(yè)傳感器原理設(shè)備故障診斷技術(shù)三個(gè)階段狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷決策處理信號(hào)采集、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備傳感器分析處理、狀態(tài)識(shí)別故障診斷、決策治理防治監(jiān)護(hù)運(yùn)行停機(jī)檢修狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷決策處理巡回監(jiān)測(cè)設(shè)備故障診斷技術(shù)三個(gè)階段信號(hào)采集、數(shù)據(jù)顯示設(shè)備傳感器分析處工業(yè)傳感器傳感器的分類傳感器的選用原則傳感器的安裝工業(yè)傳感器工業(yè)傳感器傳感器的定義傳感器是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。物理量電量工業(yè)傳感器傳感器的定義物理量電量工業(yè)傳感器傳感器的構(gòu)成傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受被測(cè)物理量，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對(duì)敏感器件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。dV工業(yè)傳感器傳感器的構(gòu)成dV傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類機(jī)械量：長(zhǎng)度,厚度位移,速度,加速度旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)速,質(zhì)量,重量,力壓力,扭矩,風(fēng)速,流速,流量;聲音:聲壓,噪聲溫度:溫度,熱量,比熱光譜：亮度，色彩傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類機(jī)械量：長(zhǎng)度,厚度位移,速度,加速度旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)速,質(zhì)量,重量,力壓力,扭矩,風(fēng)速,流速,流量;聲音:聲壓,噪聲溫度:溫度,熱量,比熱光譜：亮度，色彩安放在機(jī)場(chǎng)跑道上的麥克風(fēng)陣列麥克風(fēng)陣列傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類安放在機(jī)場(chǎng)跑道上的麥克風(fēng)傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類機(jī)械量：長(zhǎng)度,厚度位移,速度,加速度旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)速,質(zhì)量,重量,力壓力,扭矩,風(fēng)速,流速,流量;聲音:聲壓,噪聲溫度:溫度,熱量,比熱光譜：亮度，色彩等離子體激光器光導(dǎo)纖維樣品光譜儀410415420425430435440

波長(zhǎng)(nm)發(fā)射強(qiáng)度傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類等離子體激光器光導(dǎo)纖維樣傳感器的分類(2)按信號(hào)變換特征分類能量轉(zhuǎn)換型直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作.例如:熱電偶溫度計(jì).能量控制型從外部供給能量，并由被測(cè)量控制外部供給能量的變化.例如:電阻應(yīng)變片、ICP型加速度傳感器按信號(hào)的輸出方式分類模擬型傳感器數(shù)字型傳感器傳感器的分類(2)按信號(hào)變換特征分類傳感器的分類(3)按敏感元件與被測(cè)對(duì)象的關(guān)系分類物性型依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換.如:水銀溫度計(jì).結(jié)構(gòu)型依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變.例如:電容式和電感式傳感器聽筒的工作原理圖傳感器的分類(3)按敏感元件與被測(cè)對(duì)象的關(guān)系分類聽筒的工作原工業(yè)傳感器—振動(dòng)監(jiān)測(cè)

位移是質(zhì)量塊在運(yùn)動(dòng)過程中離開平衡位置的距離振動(dòng)速度是質(zhì)量塊在振蕩過程中運(yùn)動(dòng)快慢的度量振動(dòng)加速度是振動(dòng)速度的變化率工業(yè)傳感器—振動(dòng)監(jiān)測(cè)位移是質(zhì)量塊在運(yùn)動(dòng)過程中離開平衡位置的工業(yè)傳感器—振動(dòng)相位工業(yè)傳感器—振動(dòng)相位振動(dòng)位移(Displacement)速度(Velocity)加速度(Acceleration)

工業(yè)傳感器振動(dòng)位移、速度、加速度之間的關(guān)系

位移、速度、加速度都是同頻率的簡(jiǎn)諧波。三者的幅值相應(yīng)為A、A、A

2。相位關(guān)系：加速度領(lǐng)先速度90o;速度領(lǐng)先位移90o。振動(dòng)位移(Displacement)工業(yè)傳感器振動(dòng)位移、速工業(yè)傳感器位移/速度/加速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系位移轉(zhuǎn)速速度轉(zhuǎn)速加速度位移：相同能量值情況下，轉(zhuǎn)速越高，故障越嚴(yán)重速度：相同能量值情況下，不受轉(zhuǎn)速的影響加速度：相同能量值情況下，轉(zhuǎn)速越低，故障越嚴(yán)重工業(yè)傳感器位移/速度/加速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系位移轉(zhuǎn)速速度轉(zhuǎn)速加速工業(yè)傳感器選擇不同監(jiān)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)是什么？工業(yè)傳感器選擇不同監(jiān)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)是什么？工業(yè)傳感器傳感器的分類傳感器的選用原則傳感器的安裝工業(yè)傳感器工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性靜態(tài)測(cè)量：如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信號(hào)不隨時(shí)間而變化。靜態(tài)響應(yīng)特性：靜態(tài)測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特性，主要指標(biāo)：靈敏度非線性度回程誤差測(cè)量范圍穩(wěn)定性可靠性傳感器的靜態(tài)特性靜態(tài)測(cè)量：如果測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置的輸入、輸出信傳感器的靜態(tài)特性靈敏度當(dāng)測(cè)試裝置的輸入x有一增量△x,引起輸出y發(fā)生相應(yīng)變化△y時(shí),定義:S=△y/△xyx△x△y傳感器的靜態(tài)特性靈敏度yx△x△y傳感器的靜態(tài)特性非線性度實(shí)際曲線與擬合直線的偏離程度就是非線性度。非線性度=B/A×100%yxB實(shí)際的擬合的A傳感器的靜態(tài)特性非線性度yxB實(shí)際的擬合的A傳感器的靜態(tài)特性回程誤差在輸入量由小增大和由大減小的測(cè)試過程中，測(cè)量得到的兩條輸出曲線之間差值最大的地方則為hmax，則定義回程誤差為:(hmax/A)×100%yxhmaxA傳感器的靜態(tài)特性回程誤差yxhmaxA傳感器的靜態(tài)特性精度用于評(píng)價(jià)測(cè)試裝置產(chǎn)生的測(cè)量誤差大小分辨力指能引起輸出量發(fā)生變化時(shí)輸入量的最小變化量，表明測(cè)試裝置分辨輸入量微小變化的能力測(cè)量范圍指測(cè)試裝置能正常測(cè)量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。傳感器的靜態(tài)特性精度工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性靈敏度精度非線性度回程誤差分辯力測(cè)量范圍x△x△yxBAyxhmaxAyy工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性靈敏度x△x△yxBAyx工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性工業(yè)傳感器傳感器的靜態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性頻率響應(yīng)特性：頻率響應(yīng)通過輸入信號(hào)與測(cè)量所得信號(hào)之間的關(guān)系對(duì)于一個(gè)已知的包含所有頻率的輸入信號(hào)，在理想情況下，其曲線應(yīng)該是平直的實(shí)際上存在一個(gè)低頻限制，在某個(gè)頻率范圍內(nèi)響應(yīng)曲線為平滑曲線，而在高頻區(qū)域，響應(yīng)線會(huì)出現(xiàn)下滑傳感器的動(dòng)態(tài)特性頻率響應(yīng)特性：對(duì)于一個(gè)已知的包含所有頻率的傳感器的動(dòng)態(tài)特性頻率響應(yīng)特性如果分析數(shù)據(jù)的頻率不在“線性區(qū)域”內(nèi)，就可能會(huì)遇到一些不該出現(xiàn)的重復(fù)性、精確度和相位漂移方面的問題備注：測(cè)量沖擊脈沖、尖峰能量、HFD、SPM、SEE和頻譜解調(diào)時(shí)應(yīng)使用在傳感器線性范圍外的高頻數(shù)據(jù)傳感器的動(dòng)態(tài)特性頻率響應(yīng)特性傳感器的選用原則選用原則根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型

傳感器的量程：測(cè)量范圍傳感器的體積：被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求測(cè)量方式：接觸式、非接觸式信號(hào)引出方式：有線、無線傳感器的來源：國產(chǎn)、進(jìn)口

工業(yè)傳感器傳感器的選用原則選用原則

工業(yè)傳感器傳感器的選用原則靈敏度從一定的角度上說，靈敏度越高越好但靈敏度越高，也容易引入噪聲

工業(yè)傳感器(a)線性系統(tǒng)的靈敏度(b)非線性系統(tǒng)的靈敏度傳感器的選用原則靈敏度

工業(yè)傳感器(a)線性系統(tǒng)的靈敏度(b傳感器的選用原則精度輸出與被測(cè)物理量的對(duì)應(yīng)程度精確度并不是越高越好——考慮到經(jīng)濟(jì)性例：超精密切削機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的定位精確度、主軸振動(dòng)等線性范圍

輸出與輸入成正比的范圍傳感器的線性范圍越寬，其量程越大傳感器在線性區(qū)內(nèi)工作，是保證測(cè)量精度的基本條件穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變的能力變間隙型的電容式傳感器，在環(huán)境濕度較大的場(chǎng)合工作或油劑浸入間隙時(shí)，會(huì)改變電容器的介質(zhì)。磁電式傳感器在磁場(chǎng)中工作時(shí)，會(huì)帶來測(cè)量誤差在溫度變化大的場(chǎng)合使用應(yīng)變式傳感器，應(yīng)考慮溫度補(bǔ)償傳感器的選用原則精度傳感器的選用原則動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性實(shí)際傳感器的響應(yīng)總有一定的遲延，要根據(jù)被測(cè)物理量的變化特點(diǎn)加以選擇(穩(wěn)態(tài)、瞬變、隨機(jī))光電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等物性型傳感器、響應(yīng)較快，工作頻率范圍寬電感、電容、磁電式等結(jié)構(gòu)型傳感器，受機(jī)械系統(tǒng)慣性的限制，固有頻率低，可工作頻率低

工業(yè)傳感器傳感器的選用原則動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

工業(yè)傳感器工業(yè)傳感器傳感器的分類傳感器的選用原則傳感器的安裝量程體積測(cè)量方式信號(hào)引出方式靈敏度精度線性范圍動(dòng)態(tài)響應(yīng)性工業(yè)傳感器量程傳感器的安裝概述正確安裝傳感器，對(duì)于獲取正確的測(cè)量結(jié)果是非常重要的永久式傳感器的安裝便攜式傳感器的安裝振動(dòng)傳感器安裝注意事項(xiàng)選擇的安裝位置必須能夠保證使用數(shù)據(jù)采集器時(shí)的工作安全在振源和傳感器之間必須要有一個(gè)良好的機(jī)械傳輸路徑，傳感器安裝時(shí)應(yīng)選擇振源和傳感器間的最短路徑確保沒有將傳感器安裝到自身會(huì)受到機(jī)器振動(dòng)激勵(lì)的部件上，如：風(fēng)扇罩、聯(lián)軸器防護(hù)蓋等不宜放置傳感器的部件

工業(yè)傳感器傳感器的安裝概述

工業(yè)傳感器傳感器安裝位置的選擇1234檢測(cè)軸承的振動(dòng)，傳感器安裝在什么位置合適？測(cè)量徑向振動(dòng)，在承載區(qū)最合適測(cè)量軸向振動(dòng)，路徑最短最合適××？傳感器安裝位置的選擇1234檢測(cè)軸承的振動(dòng)，傳感器安裝在什么傳感器的安裝如何正確安裝傳感器傳感器必須直接與機(jī)器的表面相接觸，傳感器與設(shè)備的連接越可靠，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確機(jī)器表面必須保持光滑和平坦，不能有油漆、鐵銹或粗砂，否則會(huì)嚴(yán)重影響傳感器的頻率響應(yīng)常規(guī)的便攜式安裝時(shí)，傳感器被暫時(shí)安裝在設(shè)備表面；進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控時(shí)，傳感器則是永久式安裝安裝方式螺栓連接焊接磁座粘接

工業(yè)傳感器傳感器的安裝如何正確安裝傳感器

工業(yè)傳感器如何正確安裝傳感器暫時(shí)安裝所使用的方法應(yīng)具有良好的可重復(fù)性振動(dòng)探針磁鐵快速連接裝置振動(dòng)探針安裝僅用于難以接近的測(cè)點(diǎn)和鋁制表面，不能測(cè)量低于10HZ的振動(dòng)，共振頻率范圍800-1500HZ工業(yè)傳感器

傳感器的安裝如何正確安裝傳感器暫時(shí)安裝工業(yè)傳感器

傳感器的安裝如何正確安裝傳感器磁鐵固定可以在有微小曲面的機(jī)器表面安裝機(jī)器表面和磁性必須保持清潔和良好的維護(hù)，所有沙粒、金屬顆粒、毛刺都必須去除黃油、蜂蠟等耦合劑經(jīng)常與有平坦底部的磁體一起使用注意磁鐵安裝座具有很強(qiáng)的磁性，當(dāng)把它安裝到機(jī)器上時(shí)，應(yīng)先放在設(shè)備的邊緣上然后慢慢移動(dòng)到目標(biāo)位置，否則由于巨大的磁性沖擊力作用可能會(huì)導(dǎo)致傳感器的損壞分類兩極磁鐵：用于不規(guī)則表面或曲面平面磁鐵：用于平坦表面工業(yè)傳感器

傳感器的安裝如何正確安裝傳感器磁鐵固定工業(yè)傳感器

傳感器的安裝如何正確安裝傳感器永久螺栓固定通過在設(shè)備外殼上鉆螺紋孔，用雙頭螺栓與設(shè)備直接連接，能獲得最高的頻率范圍可以用環(huán)氧樹脂粘合墊子來代替鉆孔，將傳感器安裝到墊子上，如果安裝合理的話，也能達(dá)到接近雙頭螺栓安裝的效果工業(yè)傳感器

傳感器的安裝雙頭螺栓固定粘合墊子如何正確安裝傳感器永久螺栓固定工業(yè)傳感器

傳感器的安裝雙頭螺如何正確安裝傳感器安裝方式目前最好的安裝方式采用雙頭螺栓直接將傳感器與機(jī)器表面連接起來，其它安裝方式會(huì)引入安裝共振。工業(yè)傳感器

傳感器的安裝如何正確安裝傳感器安裝方式工業(yè)傳感器

傳感器的安裝測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)備傳感器類型的選擇傳感器安裝位置的選擇傳感器安裝方式的選擇測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)備傳感器類型的選擇傳感器安裝位置的選擇傳感器安裝測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)測(cè)量過程中，除待測(cè)量信號(hào)外，各種不可見的、隨機(jī)的信號(hào)可能出現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)中，這些信號(hào)與有用信號(hào)疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測(cè)量結(jié)果。測(cè)量系統(tǒng)電磁干擾信道干擾電源干擾測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)測(cè)量過程中，除待測(cè)量信號(hào)外，各種不可見的測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)電磁干擾干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測(cè)量系統(tǒng)良好的屏蔽及正確的接地可去除大部分的電磁波干擾信道干擾測(cè)量電路中的信號(hào)多用電纜進(jìn)行傳輸。當(dāng)電纜抖動(dòng)、彎折時(shí)，若在介質(zhì)中產(chǎn)生機(jī)械力，就會(huì)引起壓電效應(yīng)干擾選用鎧裝電纜，在絕緣層的兩側(cè)涂有石墨，去除感應(yīng)電荷電源干擾這是由于供電電源波動(dòng)對(duì)測(cè)量電路引起的干擾使用交流穩(wěn)壓器、隔離穩(wěn)壓器可減小供電電源波動(dòng)的影響測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)電磁干擾測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)屏蔽一種是采用雙絞線，其中一根用做作屏蔽，另一根用做信號(hào)傳輸線。另一種是采用金屬網(wǎng)狀編織的屏蔽線，金屬網(wǎng)做屏蔽層，芯線用于傳輸信號(hào)。一般的原則是：抑制電磁感應(yīng)干擾應(yīng)采用雙絞線，抑制靜電感應(yīng)采用金屬網(wǎng)屏蔽線。測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)屏蔽測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)接地接地通常有兩種含義，一是連接到系統(tǒng)基準(zhǔn)地，二是連接到大地。從用途上分：一是抑制干擾接地，二是安全接地串聯(lián)接地：布線簡(jiǎn)單，電路間會(huì)有一定干擾并聯(lián)接地：布線復(fù)雜、地電流間不會(huì)耦合，但高頻信號(hào)會(huì)產(chǎn)生電感，使地線阻抗加大大地的電特性與接地位置相關(guān)接大地電位需專門制作，接地電阻<4Ω，不是隨便的地腳螺栓、暖氣管之類的裝置接地必須可靠為降低阻抗，接地線越短越好最好采用焊接測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)接地測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)隔離光電隔離、變壓器隔離等電源線性電源與開關(guān)電源穩(wěn)壓電路軟件方法濾波看門狗技術(shù)測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)隔離傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定用高精度的測(cè)量?jī)x器標(biāo)定低精度的測(cè)量?jī)x器振動(dòng)：激振器溫度：紅外熱成像儀建立電壓變化與實(shí)際物理量變化的關(guān)系曲線擬合最小二乘電壓(V)加速度(mm/s2)傳感器的標(biāo)定傳感器的標(biāo)定電壓(V)加速度(mm/s2)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)備傳感器類型的選擇傳感器安裝位置的選擇傳感器安裝方式的選擇測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)傳感器的標(biāo)定測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)備傳感器類型的選擇傳感器安裝位置的選擇傳感器安裝1、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。9月-239月-23Tuesday,September5,20232、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:37:1610:37:1610:379/5/202310:37:16AM3、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。9月-2310:37:1610:37Sep-2305-Sep-234、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。10:37:1610:37:1610:37Tuesday,September5,20235、知人者智，自知者明。勝人