模塊七、振動檢測授課教案

課程名稱：檢測技術(shù)班級:|性質(zhì)：考試課|授課人:

課題：模塊七、振動檢測課時安排：3課次編號：10、11

難點：電荷放大器的使用。

重點：壓電傳感器的應(yīng)用。

教學(xué)目的和要求1.講清什么是振動？

2.講解各種振動參數(shù)的換算。

3.介紹壓電效應(yīng)及壓電元件。

4.重點介紹電荷放大器。

5.重點介紹電荷放大器的使用。

6.簡要電渦流效應(yīng)。

7.重點介紹電渦流傳感器直徑及頻率的選取,

8.簡要介紹電渦流傳感器的應(yīng)用電路及應(yīng)用,

9.簡要介紹磁電式傳感器測量振動。

10.簡要介紹常用激振器及使用。

11.重點介紹時域圖的讀圖。

12.簡要介紹頻域圖的讀圖

講授、課堂互動、分析、教具：各種壓電傳

采用教學(xué)方法和實施步驟:

實訓(xùn)I感器、渦流傳感器

各

一、振動的分類

教

簡諧振動

學(xué)

（振動波形為

環(huán)單一正弦波）

節(jié)周期振動

周期振動

和（振動波形為多個

()

內(nèi)異頻正弦波的疊加）

確定性

容準(zhǔn)周期振動

振動

（信號經(jīng)過處理,

可以轉(zhuǎn)換為

周期振動）

非周期振動

過度性振動

機(jī)械振動（單發(fā)的

一次性振動）

窄頻帶隨機(jī)振動

（受頻帶限制

平稔的隨機(jī)振動）

隨機(jī)振動

隨機(jī)振動寬頻帶隨機(jī)噪聲

（白啖聲）

不平穩(wěn)

隨機(jī)振動'?卅

圖7-1機(jī)械振動分類及波形

表7」機(jī)械振動的分類與特征

分類名稱特征

是系統(tǒng)受短標(biāo)的初始干擾或外部激振后，系統(tǒng)本身由彈性恢復(fù)力

和慣性力所維持的振動。當(dāng)系統(tǒng)無阻尼時.，振動幅度為恒值，振動

自由振動

頻率為系統(tǒng)的固行頻率；當(dāng)系統(tǒng)存在阻尼時，其振動幅度將逐漸哀

按振動產(chǎn)生減

的原因分類受迫振動由外界持續(xù)干擾引起和維持的振動，系統(tǒng)的振動頻率為激振頻率

是在一定條件卜.，沒有外部激振力而僅由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力

自激振動激發(fā)和維持的一種稔定的周期性振動，其振動頻率接近于系統(tǒng)的固

有頻率

振動星為時間的正弦或汆弦函數(shù)，是最基本的機(jī)械振動形式，其

簡諧振動

他復(fù)雜的振動都可以看成多個筒諧振動的合成

按振動的規(guī)周期振動振動量為時間的周期性函數(shù)，可展開為一系列簡諧振動

律分類振動量為時間的非周期函數(shù)，一般在較短（幾個周期）的時間內(nèi)

瞬態(tài)振動

存在，是可用各種脈沖函數(shù)或衰減函數(shù)描述的振動。

隨機(jī)振動振動量不是時間的確定函數(shù)，只能用概率統(tǒng)計的方法來研究

單自由度系

用一個獨立變量就能表示的系統(tǒng)振動

按系統(tǒng)的自統(tǒng)振動

由度分類多自由度系

須用多個獨立變量表示的系統(tǒng)振動

統(tǒng)振動

按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以用常系數(shù)線性微分方程來描述，系統(tǒng)的慣性力、阻尼力和彈

線性振動

參數(shù)的特性分性力分別與振動加速度、速度和位移成正比

類非線怛振動須用非線性微分方程來描述，微分方程中出現(xiàn)非線性項

/WlOHz的振動，旋轉(zhuǎn)機(jī)件的不平衡、機(jī)械變形等與位移成正比，

低頻振動

主要利用位移傳感器來測量

按振動的lOHzV/W1000Hz的振動，振動噪聲與速度成正比，主要利用速

中頻振動

頻率分類度傳感器來測量

/>1000Hz的振動，振動沖擊力及人體感覺與加速度成正比，主

局頻振動

要利用加速度傳感器來測量

橫向振動振動體上的質(zhì)點在垂直于軸線的方向產(chǎn)生位移的振動

按振動位移的

縱向振動振動體的質(zhì)點沿軸線方向產(chǎn)生位移的振動

特征分類

擺振動振動體上的質(zhì)點在平衡位置附近做弧線運(yùn)動的振動

二、振動的描述與計算

振幅是物體離開平衡位置的最大位移的絕對值，用。表示，單位是m（機(jī)械設(shè)備

的振幅用mm或岬表示）。振幅的量值可以表示為峰峰值（為?。畏逯担矗?、有效

值（即ms）或平均值（不叩或天）。峰峰值是整個振動歷程的正峰與負(fù)峰之間的差值，在

振動位移測量中較為常用；單峰值是正峰或負(fù)峰的最大值：有效值是振幅的均方根值。

簡諧振動時，單峰值等于峰峰值的1/2,也可以表達(dá)為：而=1-與1=xm=lA-pp；有效值x

2

等于單峰值的0.707；平均值元等于單峰值的0.637。

提問：有一個簡諧振動，平均值是6.37mm,叵峰值和峰峰值各是多少亳米？

1.簡諧振動位移、速度、加速度的換算

簡諧振動的物理量遵從式（7-1）至式（7-3）所示的運(yùn)動方程。將式（7-1）對時間

/求導(dǎo)，可得振動速度；將速度對時間，求導(dǎo)（或?qū)ξ灰七M(jìn)行二次求導(dǎo)），可得振動加速

度。簡諧振動的位移、速度、加速度隨時間的變化曲線如圖7-2所示。

X=XmCOS（ft）/+9）（7-1）

V=dXnJd/=-SXmSin(S/+3)=UniCOS(S/+9+7t/2)(7-2)

67=d2Xm/dr=dv/d/=-C02XmCOS((y/+^)=?mCOS((V/+^+7C)(7-3)

式中Xm---振幅(in)；

co---振動角頻率(rad/s,Q)=2時)；

(P----初相角(rad)；

Vrn----速度幅值(m/s,Vm=09Xp)；

?m----加速度幅值(m/s2,OniAip)。

也可將簡諧振動的加速度4對時間積分，得到振動的速度也再將振動速度I，對時

間積分(或?qū)⒓铀俣?，對時間雙重積分)，可得振動的位移X。

在振動測量中，振動加速度的單位除m/s2外，也常用重力加速度1g=9.81m/s2作為

計量單位。簡諧振動的加速度幅值(單位為g)與位移幅值的關(guān)系為

22

〃m二口“與/9.81)=47ryAm/9.81^4fxm(7-4)

圖7-2簡諧振動的位移、速度、加速度變化曲線

例77彈簧振子的簡諧振動如圖7-3所示，彈簧振子在C、0、8間作無摩擦力、

無阻尼的簡諧運(yùn)動。。為平衡位置，C、8分別為負(fù)的和正的終止位置。已知從C的

距離為100mm,C-B運(yùn)動的時間為Is,求：振動的周期八頻率/和振幅Xm。

笄流振子終止位置

終止位置

平衡位置77-

。8

樂漸段<)抨伸,

-------?--------x

a

位移最大

O速收為零

相位向兀2L)受力為

魚G大值

速慢最大

匚:兀

殳幺為零

速度為零、?'

受力為31t；2

負(fù)最大值C

??:)正弦振動

■1,7一個完整周期

圖7-3彈簧振子的簡諧振動

解振動的周期7,等于彈簧振子從C~。一/3一。一。的過程所經(jīng)歷的時間，所以

7=2/08=2Xls=2s,f=1/7=1/(2s)=0.5Hz

振幅.Vin等于C一。的距離,或O—B的距離，所以xm=100mm/2=50min。

2.振動烈度與位移的換算

振動測量中，還經(jīng)常涉及振動烈度。振動速度的有效值稱為振動的烈度。簡諧振動

的振幅峰峰值&P與振動烈度VF兩者之間的關(guān)系見式(7-5)。振動烈度是以人可感覺到

的0.071mm/s為起點，到71mln/s,共15個量級，相鄰兩個烈度量級的比值約為的(相

差4dB)。

工=2A=2拒生=0.45"(7-5)

①f

地震震級每相差1.0級，能量相差大約30倍。

提問：每相差2.0級，能量相差約多少倍？

例7-2利用磁電速度傳感器測得振動烈度PF=4mm/s,測得旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速〃=3

OOOi/min(即3OOOrpm),假設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動只有與轉(zhuǎn)速成正比的基頻振動，求：旋

轉(zhuǎn)機(jī)械的振幅峰峰值Xpp為多少微米？

解該旋轉(zhuǎn)機(jī)械每旋轉(zhuǎn)一圈振動一次時的基頻

>/?/60=(3000/60)Hz=50Hz

〃=0.45—=0.454nlm/s_o036mm=36Rm

叩f50Hz

三、測振傳感器的分類

表7?2測振傳感器的種類及特點

測量對象與

種類基本測量原理特點

測量范圍

壓|工式振動體的加速度自發(fā)電式，現(xiàn)場不需要電源，上限頻率響應(yīng)高，體積小，

壓電效應(yīng)

則振專感器1Hz-50kHz不易損壞：標(biāo)定困難

輸出信號與振動位移成正比，非接觸式測量，不耗響被測

渦流主電磁感應(yīng)定振動體的位移；振動體，標(biāo)定和校驗比較容易；當(dāng)測量振動物體材布和溫度

測振傳或器律與渦流效應(yīng)0*10kHz不同時，然響傳感器線性范圍和靈敏度，需要重新機(jī)定；可

用于靜態(tài)及動態(tài)測量

自發(fā)電式，現(xiàn)場不需電源，振動信號與振動速度就正比，

磁?良式電磁感應(yīng)定振動體的速度；通過微分試枳分，可獲得簡諧振動的加速度值和位移值；體

則振專感器律0.1Hz-1kHz積大，線圈易損壞，輸出電壓的低頻率響應(yīng)應(yīng)及高頻率響應(yīng)

應(yīng)均不好；用于振動速度檢測

光導(dǎo);千維式光的全反射振動體的位移現(xiàn)場不靛耍電源，抗電磁干擾能力強(qiáng)：測量結(jié)果受多種因

則振專感器效應(yīng)0.1Hz-10kHz素影響；可用于工業(yè)測量

$攵光多普勒式振動體的速度能夠檢測振幅106的微小變化：光路復(fù)雜，儀器小身不耐

多普勒效應(yīng)

則振專感器O.lHz-lOkHz振動，需要放置在抗振動臺面上；可用于標(biāo)定其他測展儀

NEMS電容式變極距式電振動體的加速度體積小，集成度高，可同時測量三維振動：可用于汽車、

力1速博傳感器容效應(yīng)OHz-10kHz手機(jī)、火箭、衛(wèi)星、鉆地炸彈等測振

項目一測振傳感器

【項目教學(xué)目標(biāo)】

口知識目標(biāo)

1)了解壓電效應(yīng)及壓電元件。

2)掌握電荷放大器的工作原理。

3)了解渦流式測振傳感器的工作原理。

4)了解磁電式測振傳感器的工作原理。

杳技能目標(biāo)

1）掌握壓電式測振傳感器的應(yīng)用。

2）掌握振動設(shè)備的激振方法。

任務(wù)一壓電式加速度傳感器測量振動

—*、壓電效應(yīng)

某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時

在其表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效

應(yīng)。反之，在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場或電壓，它會產(chǎn)生機(jī)械變形。去掉外加

電場時，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)工

提問：逆壓電效應(yīng)的現(xiàn)象有哪些？

二、壓電材料的分類及特性

壓電式加速度計中的壓電元件材料一般有三類：一類是壓電晶體（單晶體）：另一

類是經(jīng)過極化處理的壓電陶寬（多晶體）；第三類是高分子壓電材料。

1）錯鈦酸鉛系列壓電陶瓷（PZT）；2）非鉛系壓電陶瓷：（3）高分子壓電材料。

提問：上述幾種的靈敏度和穩(wěn)定性是怎樣的？

1一壓電傳感器2—屏蔽電纜3—傳輸線分布電容4一電荷放大器

Sc—靈敏度選擇開關(guān)SR一帶寬選擇開關(guān)

C/-Cf在放大揩輸入端的密勒等效電容J”-C在放大器輸出端的密勒等效電容

提問：1.圖7-9中，壓電元件直接接到運(yùn)算放大器的兩端，其本質(zhì)上是屬于電壓輸

入還是電流輸入？

2.二極管VDi、VD?起什么作用？

3.第二級放大器中的Ci起什么作用？

4.第二級放大器中的RP起什么作用？

Q

u,一枚二(7-9)

°(l+A)Cr

3.反饋電容和反饋電阻的選取

提問：電荷放大器的反饋電容。小則獲得的輸出電壓怎樣？

電荷放大器的高頻截止頻率主要由運(yùn)算放大器的電壓上升率和電纜引線電容決定。

下限頻率人由Rf與Cf的乘積決定：兒=1/（2九/?（7）.

表7-3YE5850A電荷放大器的主要技術(shù)指標(biāo)

參數(shù)名稱指標(biāo)

最大輸入電荷量/pc106

直流分流電阻/Q約I0,4

電荷靈敏度pC/in-s-21-100

準(zhǔn)確度（％）±2

最大輸出電壓/V±10

輸出電流/mA0?±5

輸出阻抗/QW10

響應(yīng)頻率/kHz0.001-30

噪聲-V<30

電源/VAC220±5%,或DC25

環(huán)境溫度/℃0~40(20~90%RH)

尺寸（寬X深X高）/mm132X70X20

重量/kg2.5

例7-3某壓電元件用于測量振動，靈敏度加=100X10」2C/N,電荷放大流的反饋

電容CGOOOpF,R尸100MQ,測得圖7-9中A］的輸出電壓a>=0.2V,求：

1）壓電元件的輸出電荷量。的有效值為多少皮庫倫？

2）被測振動力F的有效值為多少牛頓？

3）電荷放大器的靈敏度K為多少mV/pC?

4）電荷放大器的下限截止頻率為多少赫？

解1）壓電元件的輸出電荷量Q的有效值

C=Ct(/o=(1000X10-12X0.2;C=200pC

2)被測振動力〃的有效值

F：Q=200x1072c

,1（X）X10-,2C/N

3）電荷放大器的靈敏度

￡=200nW=1

。Q200pC

4)電荷放大器的下限截止頻率

II

=1.6Hz

A=6,2

2TIR(C(2X3.14X100X10X1000X10S

四、壓電式加速度傳感鋸的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

1.壓電式加速度傳感器探頭

a）原理圖b）中心壓縮式c）環(huán)形剪切式d）三角剪切型e）外形

1一基座2―引出電極3—壓電晶片4-質(zhì)量塊5—彈簧6—殼體

7—固定螺孔8一天持環(huán)

提問：圖7-10中的彈簧起什么作用？

2.壓電式加速度傳感器的組成

積分器峰值檢波器或

有效值檢波器

量程自動眄f模擬指示器

加速度計探頭AC輸出

—DC蝴出

校準(zhǔn)信號

<—微處理器<-A-D轉(zhuǎn)換器

發(fā)生器

射數(shù)字黑示器

被測

旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動體

電源<—DC18-28V

±12V內(nèi)部電源V—

逆變器<—AC220V

壓電式加速度傳感器原理圖

圖7-12便攜壓電式加速度儀外形及顯示的頻譜圖

1一量程選擇開關(guān)Sc2—壓電傳感器輸入信號插座3—多路選擇開關(guān)4一帶寬選擇開關(guān)SR

5一帶背光的點陣液晶頻譜顯示器6—電池盒7—可變角度支架

提問：1.圖7-12中量程選擇開關(guān)Sc所對應(yīng)的負(fù)反饋電容G的數(shù)值越大，靈敏度就

怎樣？

2.圖7-12中帶寬選擇開關(guān)SR所對應(yīng)的負(fù)反饋電容Rf的數(shù)值越大，下限頻率就怎樣？

3.圖7-12中的液晶屏的橫軸是時間還是頻率？所顯示的波形圖是時域圖還是頻域

圖？

4.圖7-12中，若多路選擇開關(guān)至于“0”的位置，液晶屏顯示狀態(tài)？如果儀表有記

憶功能，則液晶屏顯示狀態(tài)又是怎樣的？

5.如果壓電傳感器的輸出電纜插到3個壓電傳感器輸入信號插座的最左端的插孔

里，則多路選擇開關(guān)應(yīng)置于什么位置（0/1/2/3）?

6.如果欲刷新液晶屏，則應(yīng)按一下那個鍵（ON/R）?

【電荷放大器參數(shù)填表訓(xùn)練】

便攜壓電式加速度計面板如圖7-12所示，壓電探頭的靈敏度^II=I00X

10』2C/N=100pC/N,開關(guān)SR置于100MC檔位，九二1/（2兀修。力請?zhí)顚懴卤怼?/p>

輸入動態(tài)力/N電荷量Q/pC開關(guān)Sc位置輸出電壓UJV下限截止頻率力/Hz

lOOpF

11001OOOpF

0.01pF0.10.16

100100000.016

1000.01pF1

3.壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)特性

（1）靈敏度K；（2）頻率范圍：（3）動態(tài)范圍；（4）線性度；（5）橫向靈敏度。

表7?4HK910LJ壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)

參數(shù)名稱指標(biāo)

靈敏度35

最大橫向靈敏度比（％）5

加速度測量范圉/g-100-+100

頻率范圍/Hz0.2-8000

安裟諧振頻率/kHz28i螺栓固定）

輸出電壓（隔直后的峰峰值）/V10

電源/VDC15?24(3~10mA)

自動斷電/min1

環(huán)境范圍/℃-10-50,<90%RH

外形尺寸（寬X深X高）/mm185X68X30

重量/g19

安裝螺栓M5

4.壓電式振動加速度傳感器的安裝、使用方法

圖7/4壓電式振動加速度傳感器的安裝、使用方法

a）雙頭螺燈固定法b）磁鐵吸附法c）膠水粘結(jié)法d）手持探針式法

1一壓電式加速度傳感器2一雙頭螺釘3-磁鐵4一粘結(jié)劑5一頂針

提問：1.圖7-14中，c圖（膠水粘結(jié)法）與a圖（螺釘固定法）比較，哪種方法可

以測量較大的振動？為什么？

2.d圖（手持法）比較簡單，但有何弊端？適宜于何種場合的振動測量？

表7-5RION-VM-63A便攜壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)

參數(shù)名稱指標(biāo)

探頭型式壓電剪切式

加速度/m,s-20.1-199.9

速度/mms"0.1799.9

位移（峰峰值）/min0.001->1.999

準(zhǔn)確度（%）±5,土2個字

加速度1~15

頻率范圍/kHz速度0.01-1

位移0.01-1

顯示3%位，更新速度Is

滿量程信號輸;MvAC2

耳機(jī)負(fù)載阻抗/kC1

電源9V電池，連續(xù)工作時間25h

自動斷電時間/min1

環(huán)境溫度/匕-10-50(<90%RH)

尺寸（寬X深X高）/mm68X30X185

重量/g250

5.軸承振動檢測

圖7-15壓電式加速度傳感器檢測軸承振動的安裝示意圖

A-軸承的軸向振動加速度傳感器B-軸承的徑向振動加速度傳感器C-?殼體振動加速度傳感器

提問：為什么需要3個振動探頭？

任務(wù)二渦流式位移傳感器測量振動

一、認(rèn)識渦流效應(yīng)與渦流線圈的阻抗

1.渦流效應(yīng)

渦流式傳感器的基本工作原理是渦流效應(yīng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬導(dǎo)體置

于變化的磁場中時，導(dǎo)體表面以及近表面就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流的流線在金屬體內(nèi)自

行閉合，這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電渦流（以下簡稱渦流），這種現(xiàn)象稱

為渦流效應(yīng)。

提問：為什么變壓器和電動機(jī)的鐵心多用硅鋼片制作？

圖7-17渦流效應(yīng)

1一渦流線圈2—導(dǎo)電工件3—渦流

提問：欲對較厚、距離較遠(yuǎn)的金屬工件進(jìn)行檢測，渦流探頭可采用多少千赫的激勵

電流？

2.渦流線圈的等效阻抗

Z=f（f.〃、。、r、（5）（7-10）

提問：渦流線圈的等效阻抗與這么多變量有關(guān)，說明什么問題？

二、渦流式傳感器探頭結(jié)構(gòu)

渦流式傳感器的傳感元件主要是一個線圈，俗稱渦流探頭。渦流探頭必須與被測金

屬以及測量轉(zhuǎn)換電路一起，才能構(gòu)成完整的渦流式傳感器.

1一渦流線圈2一探頭殼體3—殼體上的位國調(diào)節(jié)螺紋4一印制電路板

5—夾持鎖緊螺母6—電源指示燈7—閾值指示燈8一輸出屏蔽電纜9一電纜插頭

提問：1.圖7-18中，探頭的左端用金屬材料制作行嗎？為什么？

2.圖7-18中，探頭的兩只夾持鎖緊螺母同時逆時針旋轉(zhuǎn)（宏觀看,螺母是向右移動）,

此時探頭的安裝位置牛何種變化？

3.電纜插頭有何種材料制作較好？

4.圖7-18中，探頭的右端尾部的電源指示燈不亮，說明什么？

5.圖7-18中，探頭的右端尾部的電源指示燈亮，但閾值指示燈不亮，說明什么？

三、泯流探頭信號轉(zhuǎn)換電路

渦流探頭與被測金屬之間的距離變化可以轉(zhuǎn)換為探頭線圈的等效阻抗（主要是等效

感抗）以及品質(zhì)因數(shù)。（與等效電阻有關(guān)）等參數(shù)的變化。測量轉(zhuǎn)換電路的任務(wù)是把這

些參數(shù)變換為電壓、電流或頻率，相應(yīng)地有調(diào)幅式、調(diào)頻式和電橋等電路。

1.定頻調(diào)幅式信號轉(zhuǎn)換電路

所謂調(diào)幅式電路也稱為AM電路，它以輸出高頻信號的幅度來反映渦流探頭與被

測金屬導(dǎo)體之間的關(guān)系。定頻、調(diào)幅式電路的原理框圖如圖7-19所示。

圖7-19定頻、調(diào)幅式電路的原理框圖

提問：1.中波廣播電臺稱為AM/FM?

2.圖7-19中，為什么要用到石英晶體振蕩器？

3.圖7-19中，電阻R起什么作用？

4圖7-19中,檢波器起什么作用？

5.圖7-19中，O.IRF電容起什么作用？

2.調(diào)頻式電路

并聯(lián)諧振回路的諧振頻率為

f=——\=（7-11）

2兀JAC。

圖7.21調(diào)頻式測量轉(zhuǎn)換電路原理框圖及鑒頻器特性

a）測量轉(zhuǎn)換原理b）鑒頻器特性

提問：1.調(diào)頻電臺是什么意思？

2.圖7-21中，為什么要設(shè)置“限幅器”？

3.圖7-21b中，輸出電1K與什么變量成正比？沒有金屬被測物靠近調(diào)頻式探頭線圈

時，輸出電壓為什么？當(dāng)金屬被測物靠近調(diào)頻式探頭線圈時，輸出電壓如何變化？

四、渦流式測振傳感器的特性

表7?6YD9800系列渦流式位移傳感器技術(shù)指標(biāo)①

殼體螺紋線圈直徑線性范圍最佳安裝距離最小被測面直徑分辨力

/mm/mm（量程）/mm/mm/mm/gm

M8X1510.5151

M14X1.51142354

MI6X1.52584708

M30X250251210010

①工作溫度-50?+175℃：線性誤差：1%：靈敏度溫溫：0.05%/9C；稔定度：I%/年：互換性誤

差W5%：頻率響應(yīng)：0?10kHz。

提問：探頭的直徑越大，測量范圍就越？分辨力也越？靈敏度也？

六、渦流式傳感器用于振動位移的檢測

圖7-22非接觸振幅測量方法

a）徑向振動測量b）長軸振型測量c）葉片振動測量

I一渦流式傳感器2—被測物

提問：渦流式測振傳感器安裝使用注意事項？

例7-4用渦流式測振儀檢測軸向竄動如圖7-23a所示。已知傳感器的靈敏度

K=2.5V/mm,最大線性范闈（優(yōu)于5%）、max=8mm?，F(xiàn)將傳感器安裝在主軸的右側(cè).使

用計算機(jī)記錄卜的振動波形如圖7-23b所示。求：

1）主軸振動的基頻/是多少赫茲？

2）軸向振動的振幅峰峰值與p為多少微米？

3）為了得到較好的線性度與最大的測量范圍，傳感器與被測金屬的安裝距離力應(yīng)

為多少亳米？

4）振動波形不是正弦波的原因有哪些？

圖7-23用渦流式測振儀檢測軸向竄動

a）軸向竄動的檢測b）振動波形

解1）主軸振動的基頻上l/7-1：（40ins/2）-50H,。

2）軸向振動的振幅峰峰值xPp=Upp/K=5-T-（2.5V/mm）=2mmo

3）為了在動態(tài)下獲得較好的線性度，間隙應(yīng)為量程的一半，所以傳感器與被測金

屬的安裝距離3（尸0.55；*0.5X8mm=4mm。

4）振動波形不是正弦波的原因有：①軸向振動本身就不是簡諧振動，含有大量的

高次諧波；②被測面不平整；③渦流式傳感器的支架與基座直徑存在微小的共振等。

任務(wù)三磁電式傳感器測量振動

圖7?24磁電式速度傳感器

a）動鐵式結(jié)構(gòu)b）動圈式結(jié)構(gòu)

I一頂桿（與被測振動體接觸＞2—限位器3、8—波紋膜片支撐4一磁鐵5—鐵心6一動圈

7一動圈引線9一殼體10—支撐彈簧11一固定線圈12一線圈框架13一被測振動體

二、動鐵式磁電芍感器

提問：在圖7-24a中，當(dāng)被測基座的振動消失時，磁鐵的振動是否立即消失？這個

特性對振動的檢測有何不利影響？

任務(wù)四振動的激振與激振器

提問：激振器有哪幾種類型？

被測

振動體

圖7?25電動式激振器

a）結(jié)構(gòu)b）外形

1一固定螺栓（或橡膠扎帶）2—振動臺面3一頂桿4一限位器5一下凹支撐彈簧片（兩片）

6一動圈引線7一接線端子8一動圈9一永久磁鐵10—環(huán)形軟鐵心

11一心桿12一上凸支撐彈簧片13—殼體14一剛性支架

提問：在圖7-25中，如果激磁電流為100kHz,振動臺面的振動也可以達(dá)到10（）kHz

嗎？為什么？

表7-8JZQ?100永磁激振器的主要技術(shù)指標(biāo)

參數(shù)名稱指標(biāo)

最大激振力/N1000

頻率范圍/Hz0-800

最大位移/mm±12

動圈直流電阻/C0.8

最大勵磁電流伏30

力靈敏度/N-AT17

可動部件質(zhì)量/kg1.2

總質(zhì)量/kg70

尺寸/mm業(yè)60X360

被激振對象用螺栓緊冏在振動臺面上

安裝方式

或用椽膠帶綁緊在振動臺面上

2.電動式激振器的安裝

測振傳感及

傳將器的力棄背校將A

芯（測振動體

振

圖7-26電動式激振器的安裝

a）激振器直接固定在地|力b）激振器用具有彈性的支撐固定在地面

c）激振器月具有抑性的支撐固定在頂面d）激振器固定在被測振動體上方

c）激振器固定在側(cè)面k彈簧c阻尼

提問：在圖7-26中，哪一種激振方式適應(yīng)于較重質(zhì)量體的1向激振？為什么？

什么叫做“背靠背”校驗？

3.振動體振動參數(shù)的激光干涉檢測方法

顯不、

—大一|

圖7-27激光干涉測振系統(tǒng)

1一氮笳激光罌2一分光鏡3—反光膜4一被校測振傳感器5—參考反射鏡

oo—測量光束oi一振動體反射光束02—振動體光束eo—參考光束

效一參考鏡反射光束e2一參考鏡光束

提問：圖7-27所示的干涉測振系統(tǒng)的最大特點是什么？

激光二、力錘激振

a）結(jié)構(gòu)b）外形c）激振的時域波形

1一錘頭墊2—測力傳感器3一錘柄4一配重

被

測

振

計

動

算顯示、

體

電荷機(jī)記錄器

放大器

圖7-29力錘法激振系統(tǒng)示意圖

1一力錘2—壓電式加速度計

提問：力錘敲擊的力與被測工件的質(zhì)量