振動(dòng)傳感器的機(jī)電變換原理

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械接收原理中只有兩種振動(dòng)傳感器，即相對(duì)型和慣性型，但在機(jī)電轉(zhuǎn)換方面，由于轉(zhuǎn)換方法和性能不同，有多種振動(dòng)傳感器，應(yīng)用范圍也很廣?，F(xiàn)代振動(dòng)測(cè)量中使用的傳感器不再是傳統(tǒng)概念中獨(dú)立的機(jī)械測(cè)量裝置，它只是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，與后續(xù)的電子電路密切相關(guān)。

由于傳感器的機(jī)電轉(zhuǎn)換原理不同，輸出功率也不同。有的將機(jī)械量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?shì)和電荷的變化，而機(jī)械振動(dòng)量的變化則是電阻、電感等電參數(shù)的變化。一般來(lái)說(shuō)，這些電量不能被隨后的顯示、記錄和分析儀器直接接受。因此，對(duì)于不同的機(jī)電轉(zhuǎn)換原理的傳感器，必須附加到特殊的測(cè)量電路上。測(cè)量電路的功能是將傳感器的輸出功率轉(zhuǎn)換為后續(xù)顯示和分析儀器可以接受的一般電壓信號(hào)。

1、相對(duì)式電動(dòng)傳感器

電傳感器是基于電磁感應(yīng)原理的，即當(dāng)移動(dòng)導(dǎo)體在固定磁場(chǎng)中切斷磁線時(shí)，在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因此利用這一原理產(chǎn)生的傳感器稱為電傳感器。相對(duì)電傳感器是從機(jī)械接收原理出發(fā)的位移傳感器。由于電磁感應(yīng)定律應(yīng)用于機(jī)電轉(zhuǎn)換原理中，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)振動(dòng)速度成正比，因此它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。

2、電渦流式傳感器

渦流傳感器是一種相對(duì)非接觸式傳感器，它通過(guò)改變傳感器末端與被測(cè)物體之間的距離來(lái)測(cè)量物體的振動(dòng)位移或振幅。渦流傳感器具有頻率范圍寬（0~10KHz）、線性工作范圍寬、靈敏度高、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。它主要用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的靜態(tài)位移測(cè)量、振動(dòng)位移測(cè)量和軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)。

3、電感式傳感器

根據(jù)傳感器的相對(duì)機(jī)械接收原理，電感傳感器可以將被測(cè)機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的變化轉(zhuǎn)化為電參數(shù)信號(hào)的變化。因此，電感傳感器有兩種形式，一種是可變間隙，另一種是可變磁導(dǎo)面積。

4、電容式傳感器

電容式傳感器一般分為變間隙型和可變公用面積型兩種。線性振動(dòng)的位移可以用變間隙型來(lái)測(cè)量，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的角位移可以用變面積公式來(lái)測(cè)量。

5、慣性式電動(dòng)傳感器

慣性電傳感器由固定部分、活動(dòng)部分和支撐彈簧部分組成。為了使傳感器處于位移傳感器的狀態(tài)，可移動(dòng)部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠大，支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠小，也就是說(shuō)，傳感器應(yīng)該具有足夠低的固有頻率。