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在傳感器振動(dòng)監(jiān)測(cè)和加速度測(cè)量中，要考慮的變量很多，出錯(cuò)的機(jī)會(huì)也很多。有時(shí)，有一份清單可以讓您走上正軌是件好事。以下是有效振動(dòng)監(jiān)測(cè)和加速度測(cè)量的10個(gè)要點(diǎn)：
1.了解你的應(yīng)用
如果您面臨為旋轉(zhuǎn)機(jī)器設(shè)置振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，您需要了解軸的機(jī)械設(shè)計(jì)和軸承。測(cè)量球軸承和滑動(dòng)軸承的振動(dòng)之間存在顯著差異。滾珠軸承使用加速度計(jì)，而滑動(dòng)軸承使用接近探頭或兩者兼而有之。
2.環(huán)境和表面溫度
請(qǐng)記住，并非所有類(lèi)型的加速度計(jì)都可以在非常高或非常低的表面或環(huán)境溫度下使用。有在其傳感器外殼中內(nèi)置電子元件的加速度計(jì)和沒(méi)有電子元件的傳感器。集成電子元件的傳感器，例如MEMS和IEPE加速度計(jì)，可在高達(dá)120°C/248°F(MEMS)和150°C至200°C(302°F至392°F)(IEPE)的表面或環(huán)境溫度下使用.對(duì)于高溫應(yīng)用，例如燃?xì)廨啓C(jī)、管道和容器的測(cè)量，必須使用壓電(PE)傳感器。
3.震動(dòng)還是沖擊？
標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)適用于測(cè)量機(jī)器、結(jié)構(gòu)和其他組件的隨機(jī)振動(dòng)。然而，對(duì)于沖擊測(cè)量，例如在碰撞測(cè)試中，會(huì)出現(xiàn)非常高的加速度，因此需要特殊的加速度計(jì)。對(duì)于這些類(lèi)型的測(cè)試，使用PE加速度計(jì)進(jìn)行高達(dá)50,000g的廣泛測(cè)量范圍或基于壓阻傳感元件的MEMS傳感器。
4.測(cè)量低至直流的高頻范圍
根據(jù)應(yīng)用的不同，傳感器的頻率響應(yīng)對(duì)于測(cè)量每個(gè)感興趣的頻率至關(guān)重要。在測(cè)量橋梁或塔等結(jié)構(gòu)(例如，風(fēng)力渦輪機(jī)和模態(tài)分析)時(shí)，所測(cè)得的振動(dòng)頻率可能非常低，有時(shí)低于0.5Hz或低至DC。對(duì)于這些應(yīng)用，您應(yīng)該使用頻率響應(yīng)低至直流的傳感器。基于MEMS的加速度計(jì)適合這項(xiàng)工作。
5.傳感器安裝和頻率響應(yīng)
在機(jī)器監(jiān)控等應(yīng)用中，必須在較寬的頻率范圍內(nèi)測(cè)量振動(dòng)。轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)或更高的旋轉(zhuǎn)機(jī)器和滾子軸承的相關(guān)頻率超過(guò)3-5kHz。要查看這些信號(hào)的諧波，所用傳感器的頻率響應(yīng)必須高于3-5kHz。傳感器的頻率響應(yīng)取決于它在被測(cè)物體表面的固定。對(duì)于高于3kHz的信號(hào)頻率，可以使用磁鐵。然而，為了獲得測(cè)量結(jié)果，特別是對(duì)于超過(guò)10kHz的頻率，傳感器必須用粘合劑或安裝螺柱固定。
6.傳感器電纜的布線和固定
要測(cè)量物體的振動(dòng)，您需要將傳感器安裝在其上，但不要讓其他部件產(chǎn)生振動(dòng)。因此，傳感器電纜的鋪設(shè)也必須非常小心，并在多個(gè)點(diǎn)固定。使用自由飛行的電纜，除了被測(cè)物體之外的組件可能會(huì)引入額外的振動(dòng)。這種引入的振動(dòng)會(huì)影響傳感器并扭曲您希望測(cè)量的信號(hào)。特別是在使用壓電傳感器時(shí)，電纜從傳感器到電荷放大器的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電荷變化通過(guò)該電纜傳輸。
7.避免測(cè)量信號(hào)中的噪聲
如果您在測(cè)量信號(hào)中看到噪聲，尤其是在50/60Hz時(shí)，則很可能存在接地回路。接地回路可以將干擾作為噪聲傳輸?shù)綔y(cè)量信號(hào)，見(jiàn)的線路頻率為50/60Hz。當(dāng)公共線路(例如，IEPE加速度計(jì)裝置的信號(hào)返回/屏蔽)在不同電位的兩個(gè)點(diǎn)接地時(shí)，就會(huì)形成接地回路。為避免此類(lèi)接地回路，僅將電纜屏蔽連接到接地電位的位置，并盡可能使用電氣隔離傳感元件。
8.電荷放大器的時(shí)間常數(shù)如何影響測(cè)量？
用于準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量的電荷放大器的兩種工作模式之間存在根本區(qū)別。大多數(shù)電荷放大器都支持這兩種測(cè)量類(lèi)型。但在建立振動(dòng)測(cè)量鏈之前，清楚地了解所需的測(cè)量對(duì)于選擇正確的電荷放大器工作模式至關(guān)重要。
例如，應(yīng)使用準(zhǔn)靜態(tài)模式在？<0.5Hz的極低頻范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。在高溫應(yīng)用中測(cè)量低頻壓力波動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況。典型的振動(dòng)測(cè)量在信號(hào)中具有更高的頻率成分；因此使用動(dòng)態(tài)模式。電荷放大器的時(shí)間常數(shù)定義了靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量的操作模式。
9.IEPE傳感器的電纜長(zhǎng)度是多少？
IEPE傳感器由恒定電流和直流電壓供電。測(cè)得的加速度的交流信號(hào)疊加在電源電壓上。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，恒定電流越高，電纜長(zhǎng)度可以越長(zhǎng)。但請(qǐng)記住：電纜長(zhǎng)度也取決于電纜質(zhì)量。IEPE傳感器的大多數(shù)信號(hào)調(diào)節(jié)器和I/O模塊提供4mA恒定電流，在抗噪性、電纜長(zhǎng)度、信號(hào)頻率和電流消耗之間形成了非常好的優(yōu)化。可以使用長(zhǎng)度超過(guò)80 m甚至100 m的電纜進(jìn)行測(cè)量。
10.基于MEMS的加速度計(jì)的電源電壓是否重要？
簡(jiǎn)短的回答是肯定的，電源電壓確實(shí)很重要。大多數(shù)MEMS傳感器具有內(nèi)置穩(wěn)壓器，但對(duì)所提供輸入電壓的質(zhì)量非常敏感。電壓源質(zhì)量必須高，調(diào)節(jié)在±0.1%以內(nèi)，噪聲和紋波不得超過(guò)1.5mV RMS。專為基于MEMS的傳感器設(shè)計(jì)的I/O模塊提供穩(wěn)定的電源，并且在使用這些設(shè)備時(shí)，電源電壓不會(huì)令人頭疼。
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