機(jī)械故障診斷-Ch03故障診斷系統(tǒng)與傳感器原理課件

Ch3故障診斷系統(tǒng)與傳感器原理機(jī)械故障診斷—Ch3故障診斷系統(tǒng)與傳感器原理§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器機(jī)械故障診斷—§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程一監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的目標(biāo)1能了解被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證其運(yùn)行狀態(tài)在設(shè)計(jì)約束之內(nèi)；2能提供機(jī)器狀態(tài)的準(zhǔn)確描述；3能預(yù)報(bào)機(jī)器故障，防止大型事故產(chǎn)生，保證人民生命的安全。

機(jī)械故障診斷—§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程二監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程雖然根據(jù)診斷的目的要求、診斷的物理參數(shù)以及診斷的直接對(duì)象不同，可將故障診斷技術(shù)分為多種類型，但在實(shí)施各種類型的故障診斷技術(shù)時(shí)，其基本的過(guò)程是相同的。根據(jù)故障診斷技術(shù)的邏輯思想的總結(jié)，可以認(rèn)為故障診斷技術(shù)的實(shí)施過(guò)程主要包括診斷文檔建立和故障診斷實(shí)施兩大部分。

機(jī)械故障診斷—§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程2實(shí)施故障診斷故障診斷技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中包括以下幾個(gè)關(guān)鍵的內(nèi)容：1o狀態(tài)信號(hào)采集2o故障特征提取3o技術(shù)狀態(tài)識(shí)別4o維修決策形成

狀態(tài)信號(hào)是機(jī)械設(shè)備異常或故障信息的載體。選用一定的檢測(cè)方法和檢調(diào)系統(tǒng)采集最能表征診斷對(duì)象工作狀態(tài)的信號(hào)是故障診斷技術(shù)實(shí)施過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)，能夠真實(shí)、充分地采集到足夠數(shù)量、客觀反映診斷對(duì)象狀況的狀態(tài)信號(hào)是故障診斷得以成功的關(guān)鍵。否則，其后的各個(gè)環(huán)節(jié)功能再完善也將是無(wú)效的。

對(duì)于所采集到的表征診斷對(duì)象運(yùn)行中的原始狀態(tài)信號(hào)稱為初始模式。因初始模式中的故障信息混雜在大量的背景噪聲中，為提高診斷的靈敏度和可靠性，必須采用信號(hào)處理技術(shù)在狀態(tài)信號(hào)中排除噪聲、干擾的影響，提取有用的故障信息，以突出故障特征。因此，故障特征提取就是對(duì)初始模式進(jìn)行維數(shù)壓縮、形式變換、排除或削弱噪聲干擾、保留或增強(qiáng)有用信號(hào)、精化故障特征信息的過(guò)程，由此而形成待檢模式。

故障診斷是一個(gè)典型的模式識(shí)別過(guò)程，而診斷文檔庫(kù)中的各種故障樣板模式就是進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)識(shí)別的基礎(chǔ)。所謂技術(shù)狀態(tài)識(shí)別系指將待檢模式與診斷文檔庫(kù)中的樣板模式進(jìn)行對(duì)比，并將待檢模式歸屬到某一已知的樣板模式中去的過(guò)程。由此使可判定診斷對(duì)象所處的狀態(tài)模式是否正常，并預(yù)測(cè)其可靠性和狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)識(shí)別出異?；蚬收蠣顟B(tài)后，必須進(jìn)一步對(duì)異?；蚬收系脑?、部位和危險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)以便據(jù)此研究和確定維修決策的具體形式，如臨時(shí)維護(hù)方案、加強(qiáng)監(jiān)視方案以及停機(jī)大修而徹底治理的措施等。

機(jī)械故障診斷—§3-1故障診斷系統(tǒng)的作用與實(shí)施過(guò)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程框圖機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成一簡(jiǎn)易診斷系統(tǒng)簡(jiǎn)易診斷系統(tǒng)即使用各種便攜式診斷儀器和工況監(jiān)測(cè)儀表（如振動(dòng)分析儀、溫度計(jì)、聲級(jí)計(jì)等），僅對(duì)設(shè)備有無(wú)故障及故障嚴(yán)重程度作出判斷和區(qū)分。它可以宏觀地、高效地診斷出眾多設(shè)備有無(wú)異常，因而費(fèi)用較低。2簡(jiǎn)易診斷技術(shù)是診斷設(shè)備“健康”狀況的初級(jí)技術(shù)，主要由現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員實(shí)施。機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成4簡(jiǎn)易診斷系統(tǒng)常用儀器1o便攜式振動(dòng)分析儀，它們一般具有以下特點(diǎn)：1’使用專用的速度或加速度傳感器，連接方便、工作可靠，由于傳感器的原因，頻率及動(dòng)態(tài)范圍有限，一般只按特定目的進(jìn)行測(cè)試，如進(jìn)行振動(dòng)烈度的測(cè)試。2’一般儀器上均有指針或液晶或發(fā)光二極管顯示，能直觀讀出振動(dòng)有效值、均方根值、峰值或振動(dòng)烈度值等。有的儀器還可讀出斜度或峭度值等。3’有的儀器可分幾個(gè)頻率檔分別讀值，高檔儀器可同時(shí)進(jìn)行若干個(gè)頻率檔(如倍頻程)分析，由于具有頻率分析功能，故稱為振動(dòng)分析儀。便攜式振動(dòng)分析儀價(jià)格低廉，使用方便，所測(cè)值目前仍為大多數(shù)機(jī)械的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，故在中小企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但便攜式振動(dòng)分析儀一般不能回答故障的原因及部位等問(wèn)題。機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成2o聲級(jí)計(jì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)也產(chǎn)生噪聲。測(cè)量噪聲的專用儀器就是聲級(jí)計(jì)。一般聲級(jí)計(jì)均使用電容式傳聲器(話筒)，經(jīng)放大及計(jì)權(quán)后可讀出聲壓級(jí)的大小。有的聲級(jí)計(jì)還配有倍頻程或1／3倍頻程濾波器，可作簡(jiǎn)單的頻率分析?，F(xiàn)場(chǎng)用聲級(jí)計(jì)進(jìn)行噪聲監(jiān)測(cè)存在的主要問(wèn)題是：1’存在背景噪聲的干擾。2’難以確定產(chǎn)生故障的零部件的部位。也就是說(shuō)，聲級(jí)計(jì)監(jiān)測(cè)還不能達(dá)到有經(jīng)驗(yàn)的檢修工人耳朵的水平。機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成3o溫度計(jì)早期的檢修工人也利用手指來(lái)判斷軸承座處溫度是否過(guò)高?，F(xiàn)在則有各種點(diǎn)溫度計(jì)能更準(zhǔn)確地測(cè)出實(shí)際溫度。常用的有半導(dǎo)體點(diǎn)溫度計(jì)，將測(cè)頭與軸承座處或其他感興趣的部位接觸，儀器指針可指示溫度高低，更方便的是紅外點(diǎn)溫度計(jì)，外形像把手槍，操作者只要對(duì)準(zhǔn)需要測(cè)量的部位，不需接觸，因此被測(cè)物體可以作直線運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，液晶屏上立刻就能顯示被測(cè)點(diǎn)的溫度。這種方式的缺點(diǎn)是過(guò)分依賴操作者的巡檢，萬(wàn)一巡檢周期不適當(dāng)或操作者的責(zé)任心不強(qiáng)，仍容易出事故。機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成4精密診斷系統(tǒng)的組成精密監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)主要有三大部分，即：1o數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2o狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)3o診斷輸出系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又稱數(shù)據(jù)采集器。它能定時(shí)周期地在被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的那些選定的測(cè)點(diǎn)上測(cè)量振動(dòng)、溫度、噪聲等信號(hào)。狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)和譜分析儀組成的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。其主要作用是把采集的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)和譜分析儀，通過(guò)信號(hào)分析，對(duì)多種運(yùn)行特征量進(jìn)行監(jiān)視；提供特征量包括頻譜分析的幅值、頻率和時(shí)序模型參數(shù)、特征函數(shù)及統(tǒng)計(jì)特征量等；并通過(guò)特征分析，選擇對(duì)工況狀態(tài)反映最敏感的特征量，顯示和貯存。特征量是從不同方面凝集了動(dòng)態(tài)過(guò)程的主要信息，用以分析和推斷故障原因并預(yù)報(bào)工況發(fā)展趨勢(shì)。

診斷輸出系統(tǒng)的作用是把狀態(tài)識(shí)別的診斷結(jié)論予以輸出。它包括兩部分：一是出現(xiàn)故障后對(duì)設(shè)備干預(yù)信號(hào)的輸出，由D/A輸出接口板、開關(guān)量板及其他執(zhí)行電器組成。其作用是將計(jì)算機(jī)輸出的干預(yù)數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)或直接輸出，使執(zhí)行電器機(jī)構(gòu)動(dòng)作，對(duì)被監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行干預(yù)。二是將機(jī)器狀態(tài)分析結(jié)果由計(jì)算機(jī)輸出時(shí)間歷程曲線及頻譜圖等。根據(jù)這些圖表可全面掌握被測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，早期發(fā)現(xiàn)機(jī)械的某些故障，并對(duì)故障性質(zhì)、所發(fā)生的部位和故障程度作出診斷，有用的結(jié)果可以存入數(shù)據(jù)庫(kù)。并且可對(duì)一段時(shí)間內(nèi)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可以隨時(shí)查閱和調(diào)用，繪出趨勢(shì)圖，趨勢(shì)譜圖或打印趨勢(shì)表，由此可以了解系統(tǒng)狀態(tài)的歷史情況，了解某些故障的發(fā)生和發(fā)展情況，并可估推壽命。機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成三多微機(jī)在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)簡(jiǎn)介1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)框圖機(jī)械故障診斷—§3-2故障診斷系統(tǒng)的類型及組成2性能特點(diǎn)1o信息采集全息化：信息種類齊全（振動(dòng)量、開關(guān)量、工藝量）；任一參量的采集通道數(shù)齊全；不僅有穩(wěn)態(tài)信息，還有非穩(wěn)態(tài)信息。2o狀態(tài)監(jiān)測(cè)連續(xù)化。3o數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)化。4o故障診斷精密化。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3o石英晶體的壓電效應(yīng)1′石英晶體的理想外形 SiO2單晶體，屬六角晶系。一塊完整的單晶體，構(gòu)成一個(gè)凸多面體（六角形晶柱），共30個(gè)晶面。2′石英晶體的物理性能與右旋直角坐標(biāo)系 石英晶體同其它單晶體一樣，其物理性能呈各向異性。坐標(biāo)系為z軸：通過(guò)兩端頂點(diǎn)的軸線，與縱軸重合，又稱對(duì)稱軸、光軸、中性軸；x軸：通過(guò)任意兩條棱線的軸線，稱電軸，垂直于x軸的晶面上壓電效應(yīng)顯著；y軸：垂直于z軸、x軸并垂直穿過(guò)兩個(gè)棱面的軸線，稱為機(jī)械軸，沿該軸的機(jī)械變形最顯著。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3′縱向壓電效應(yīng)與橫向壓電效應(yīng)縱向壓電效應(yīng)：沿x軸施力時(shí)，在垂直于x軸的表面上產(chǎn)生電荷集中；橫向壓電效應(yīng)：沿y軸施力時(shí)，仍在垂直于x軸的表面上產(chǎn)生電荷集中。

機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器4′石英晶體的優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)換效率高，精度高，重復(fù)性好，固有頻率高，動(dòng)態(tài)性能好，工作溫度可達(dá)550oC，穩(wěn)定性好。4o壓電陶瓷的壓電效應(yīng) 壓電陶瓷的原始材料各向同性，不具有壓電特性。以強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行極化處理后，在極化方向（z軸）上產(chǎn)生最為顯著的壓電特性，而垂直于z軸的其它各個(gè)方向上壓電特性相同，且不論在哪個(gè)方向上受力，均在垂直于z軸的表面上產(chǎn)生電荷集中。壓電系數(shù)比石英晶體大得多，但不耐高溫，易老化，引起壓電特性減弱。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器2結(jié)構(gòu)型式壓電式加速度傳感器主要由四部分組成，即由壓電元件P、慣性質(zhì)量塊M、彈簧S和附加元件B(基座、外殼等)組成。在壓電晶體片兩面鍍上銀層并在銀層上引線，壓縮式加速度計(jì)有兩個(gè)或多個(gè)壓電片P放在一個(gè)高比重合金塊M下面，并通過(guò)強(qiáng)彈簧S壓緊在一個(gè)相當(dāng)厚的金屬基座B上，構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)。在一定的頻率范圍內(nèi)，壓電片所呈現(xiàn)的電荷量和加速度計(jì)所承受的加速度成正比。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器剪切型加速度傳感器是指?jìng)鞲衅骱捅粶y(cè)物體一起振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的壓電材料受到剪切變形而呈現(xiàn)電荷。環(huán)狀剪切形的壓電材料P制成圓筒狀，并粘結(jié)在中心架上，而外圓周再粘結(jié)一個(gè)圓筒狀的質(zhì)量塊M。三角剪切形有一個(gè)三角形中心桿，桿的每一邊有壓電材料P和質(zhì)量塊M，外面再用一個(gè)預(yù)緊筒以較大的壓力將其夾緊，當(dāng)傳感器沿其中線振動(dòng)時(shí)，壓電片剪切變形而產(chǎn)生電荷。剪切型壓電加速度傳感器可以較好地避免外界條件變化的影響，具有較高的靈敏度和共振頻率，并有利于結(jié)構(gòu)的小型化。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3性能指標(biāo)1o靈敏度壓電式加速度傳感器屬于發(fā)電型傳感器，所以，可以把它看成電壓源或電荷源。因此，靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方式。電壓靈敏度定義為傳感器輸出電壓與所承受的加速度之比，即Su=U/A。常用傳感器一般為0.04—1000mV/(m/s2)；電荷靈敏度定義為傳感器輸出電荷與所承受的加速度之比，即Sq=Q/A，常用傳感器一般為0.1～500pC/(m/s2)。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3性能指標(biāo)3o幅頻特性圖示為壓電加速度傳感器的幅值靈敏Sq隨頻率變化的情況，即傳感器的幅頻特性。由圖示可知，曲線的上限受到加速度傳感器固有頻率的限制。通常傳感器僅使用頻響特性的直線部分，因此有效工作頻率上限遠(yuǎn)低于其共振頻率ωn。一般測(cè)量的上限頻率取傳感器固有頻率的1/3，這時(shí)測(cè)得的振動(dòng)值誤差不大于12％（約1dB)。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3性能指標(biāo)3o幅頻特性對(duì)于靈敏度較高的通用型加速度傳感器，其固有頻率在30kHz左右，故測(cè)量上限頻率約為10kHz。輕小型加速度傳感器的固有頻率可高達(dá)180kHz，因此頻率上限可達(dá)60kHz左右。當(dāng)然，對(duì)于某些著重考慮重復(fù)性而對(duì)線性度要求不高的場(chǎng)合，例如振動(dòng)測(cè)量用于機(jī)器設(shè)備監(jiān)測(cè)時(shí)，所采用的頻率范圍可適當(dāng)放寬一些。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器4傳感器的使用與安裝一般來(lái)講，為保證測(cè)量精度，加速度傳感器的使用上限頻率應(yīng)小于傳感器的一階共振頻率的1/3。而實(shí)際使用時(shí)，傳感器的一階共振頻率取決于在被測(cè)物體上的固定方式，因此，固定方式?jīng)Q定了一階共振頻率，直接影響到測(cè)量的結(jié)果。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器5生產(chǎn)廠商目前壓電加速度傳感器生產(chǎn)廠商較多，國(guó)外品牌以丹麥B&K公司最為著名，美國(guó)PCB公司因其率先制成世界上第一支內(nèi)置ICP電路壓電加速度傳感器而迅速發(fā)展。近年來(lái)，隨著技術(shù)的引進(jìn)和科研開發(fā)力量的投入，國(guó)產(chǎn)傳感器的質(zhì)量和穩(wěn)定性逐步提高，江蘇聯(lián)能(原揚(yáng)州無(wú)線電廠等廠家)、北京測(cè)振儀器廠的產(chǎn)品因其價(jià)格低廉、服務(wù)周到的優(yōu)勢(shì)，在許多領(lǐng)域逐步替代了進(jìn)口傳感器，并出口國(guó)外。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器二磁電式速度傳感器磁電式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動(dòng)力式傳感器。由電工學(xué)可知，對(duì)于一個(gè)匝數(shù)為W的線圈作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者當(dāng)穿過(guò)該線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

目前使用較多的磁電式速度傳感器的結(jié)構(gòu)形式為線圈-磁鐵活動(dòng)型。它可以構(gòu)成絕對(duì)式和相對(duì)式速度傳感器。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器1絕對(duì)式速度傳感器CD-1型磁電式絕對(duì)速度傳感器（速度拾振器）的結(jié)構(gòu)，它的殼體與磁鋼構(gòu)成一體，并在它們之間的氣隙形成強(qiáng)磁場(chǎng)。芯軸、線圈和阻尼環(huán)構(gòu)成慣性系統(tǒng)的質(zhì)量塊，并用兩彈簧片支持在殼體中。沿徑向彈簧片有很大的剛度，能可靠地保持線圈的徑向位置；沿軸向彈簧片的剛度很小，以保證慣性系統(tǒng)具有較低的固有頻率。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器當(dāng)速度拾振器承受沿其軸向的振動(dòng)時(shí)，包括線圈在內(nèi)的“質(zhì)量塊”與殼體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈在殼體和磁鋼之間的氣隙中切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小與相對(duì)速度成正比。如前所述，當(dāng)ω》ωn時(shí)，相對(duì)速度可以看成殼體的絕對(duì)速度，所以，輸出電壓實(shí)際上與殼體的絕對(duì)速度成正比。阻尼環(huán)一方面可以增加質(zhì)量塊的質(zhì)量，另一方面利用這樣的閉合銅環(huán)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生一定的阻尼作用，使振動(dòng)系統(tǒng)有較大的阻尼率，以減小共振對(duì)測(cè)量精度的影響，并能擴(kuò)大速度拾振器的頻率范圍，同時(shí)有助于衰減意外引起的自由振動(dòng)和沖擊。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器2相對(duì)式速度傳感器磁電式傳感器也常用來(lái)將兩被測(cè)物體之間的相對(duì)速度變換成電壓信號(hào)，這種相對(duì)速度拾振器的結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，殼體固定在一個(gè)被測(cè)件上，而頂桿壓在另一個(gè)被測(cè)件上，兩被測(cè)件之間的相對(duì)速度就被變換成線圈與殼體和磁鋼之間的相對(duì)速度，而最終在線圈中產(chǎn)生與相對(duì)速度成正比的電動(dòng)勢(shì)。由于頂桿是靠預(yù)加的彈簧力頂在被測(cè)件上的，因此拾振器正常工作時(shí)頂桿不能與被測(cè)件脫開，這就要求預(yù)加彈簧力必須大于線圈-頂桿組件的慣性力?？紤]到慣性力與ω2X（ω為振動(dòng)角頻率；X為振幅）成正比，因此，這種拾振器能夠測(cè)量的最大振幅將隨振動(dòng)頻率的增加而急劇減小。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3性能特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域磁電式速度傳感器的性能特點(diǎn)如下：(1)輸出信號(hào)與振動(dòng)速度成正比，因此較好地兼顧了高頻和低頻振動(dòng)，符合目前ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)；(2)由永久磁鐵感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，傳感器本身不需要電源，使用方便；(3)磁鋼-線圈型結(jié)構(gòu)，容易獲得高靈敏度，可測(cè)量微小振動(dòng)；(4)輸出信號(hào)大，輸出阻抗低，電氣穩(wěn)定性好，不受外部噪聲干擾，有較高的信噪比，對(duì)后接電路無(wú)特殊要求。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3由于本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所限，磁電式速度傳感器也有其相應(yīng)的缺點(diǎn)：(1)體積大，重量大，不適用于狹小空間的振動(dòng)測(cè)量和輕小型設(shè)備；(2)動(dòng)態(tài)范圍有限，低頻線性差，彈簧件容易失效；(3)對(duì)安裝角度要求較高，使用時(shí)應(yīng)注意有些型號(hào)僅適用于垂直安裝，麗有些型號(hào)只適用于水平安裝。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器

由速度傳感器輸出的電壓信號(hào)除了可以直接用于測(cè)量、顯示、記錄被測(cè)物體的振動(dòng)速度外，還可以經(jīng)積分電路轉(zhuǎn)換成位移振幅或經(jīng)微分轉(zhuǎn)換成加速度振幅，再經(jīng)過(guò)放大后，送至檢波指示，也可經(jīng)功率放大后送至記錄儀表。因此速度傳感器可以固定安裝在機(jī)器上，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)其振動(dòng)速度，也可以臨時(shí)安裝在機(jī)器的相應(yīng)測(cè)點(diǎn)上巡檢其振動(dòng)速度。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器4生產(chǎn)廠商磁電式傳感器的生產(chǎn)廠商較多，國(guó)外產(chǎn)品以美國(guó)Bently公司和德國(guó)申克公司的產(chǎn)品在我國(guó)使用較多。北京測(cè)振儀器廠等國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品因其價(jià)格低廉、服務(wù)周到，在許多行業(yè)也得到了廣泛應(yīng)用。三電渦流式傳感器 電渦流式傳感器是建立在渦流效應(yīng)原理上的傳感器。

根據(jù)渦流效應(yīng)制成的傳感器稱渦流傳感器。1渦流效應(yīng)塊狀金屬置于變化著的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦漩狀閉合感應(yīng)電流的現(xiàn)象，稱為渦流效應(yīng)。感應(yīng)電流即渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。

機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器2電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)

電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器2電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)

機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器3渦流式傳感器的工作原理

渦流式傳感器是建立在渦流效應(yīng)原理上的傳感器。

線圈通以正弦交變電流I1→空間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)H1→金屬板感應(yīng)產(chǎn)生渦電流I2→產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)H2→H2反作用于線圈，使其等效阻抗ZL改變。

渦流式傳感器工作原理的動(dòng)畫演示。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器

ZL的改變，完全取決于被測(cè)金屬板的渦流效應(yīng)。 ZL＝F(δ,ρ,μ,I1,w)若只改變?chǔ)模３制渌鼌?shù)不變，則ZL的變化只與δ的變化有關(guān)，可建立ZL-δ的關(guān)系，通過(guò)檢測(cè)電路的轉(zhuǎn)換可得電路輸出電壓u與δ之間的關(guān)系u-δ。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器4渦流式傳感器的型式

渦流式傳感器的型式規(guī)格

渦流式傳感器及其前置器、配用電纜機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器

不同規(guī)格的渦流式傳感器

不同規(guī)格的渦流式傳感器，其直徑不同，例如：Φ

5、Φ

8、Φ11等，分別用于不同的測(cè)量范圍。機(jī)械故障診斷—§3-3故障診斷系統(tǒng)的常用傳感器5電渦流式傳感器的安裝1°各探頭間的距離探頭頭部線圈中的電流會(huì)在頭部周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此在安裝時(shí)要注意兩個(gè)探頭的安裝距離不能太近，否則兩