技术报告关于振动及其传感器1
1.什么是振动?
振动在其特性上可大致分为以下3类。
-
直线振动
-
弯曲振动
-
扭振
另外,为了定量地捕获这些振动,通常使用三个物理量:。
·位移 (单位:m)
・速度 (单位:m/s)
・加速度 (单位:m/s 2)
各物理量如上图所示,可以通过微分自积分相互变换。当速度相对于频率恒定时,位移和加速度相对于频率的输出特性的图形通常如下表所示:。
您可以从该表中读取以下内容:。
在低频率范围内,位移的灵敏度高,并且随着频率的增加,它移动到速度和加速度。
因此,在频率较低时使用位移测量,在频率较高时使用加速度测量通常会更灵敏。
在设备诊断等中,数百Hz以内用位移、速度测量,更高频率用加速度测量。
2.关于选择振动传感器
要选择正确的传感器来精确检测振动,必须考虑以下因素:。
·对象物理量是什么
・位移
・速度
・加速度
・ 測定対象物の大きさ
传感器分为接触式和非接触式两种类型。使用接触式传感器时,必须考虑质量效应(稍后解释)。此外,无论是接触式传感器还是非接触式传感器,都必须考虑传感器的测量面积 S 和被测物体的面积 S'。(只有当 S'/S > 1 时,才能进行精确测量。)
·物体的振动幅度、频率范围
需要求得测量对象的振动大小、频率范围的大致标准。如果这里的标准错误,根据情况,可能会损坏传感器。
·测量环境检查测量对象及周围环境的温度、湿度、是否存在灰尘、油、水。
根据测定方式,有擅长和不擅长之分。
检查以上内容后,选择最适合要测量的传感器。下表总结了本公司产品的应对措施,请参考。
| 测量方法 | 电容式 | 激光多普勒系统 | 压电元件 | 电磁式 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 产品类型名称 | VE系列 | LV系列 | NP-2000系列 (电荷输出) |
NP-3000系列 (内置扩音器) |
MP系列 | |
| 非接触测量 | ○ | ○ | ||||
| 分类 | 直线振动 | ○ | ||||
| 扭振 | ○ | |||||
| 物理量 | 位移测量 | ○ | ||||
| 测速 | ○ | ○ | ||||
| 加速度测定 | ○ | ○ | ||||
| 频率 | 低频 | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 高频 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ||
| 超高频 | ◎ | |||||
| 振幅 | 大振幅 | ○ | ||||
| 微振动 | ◎ | ○ | ○ | |||
| 环境 | 高温环境 | ○ | ||||
| 粉尘 | ||||||
<选择接触式触摸屏和非接触式触摸屏时需要注意的几点>
▼接触式
| 优势 | ·能够以较低的价格测量 ・安装・操作简单 |
| 注意事项 |
质量效应 |
质量效应是指,为了进行测量而安装的传感器的质量会影响测量对象体的固有振动频率而发生变化。
由于物体的固有频率根据物体的质量而变化,因此安装传感器后,传感器的质量会附加到物体上,从而降低固有频率。因此,如果传感器的质量与测量对象体的质量相比不够小,固有频率就会发生变化,从而产生测量误差。如上图所示,假设被测量物的质量为M,传感器的质量为m,测量系统的固有频率为fe,则根据图中的公式,固有频率将减少Δfe。传感器的质量标准是被测物质量的1/50。当质量m为M的1/50时,振动频率的变化率Δfe/fe为0.01。另外,这里所说的质量不是测量对象整体的质量,而是安装传感器部分的结构体的质量,有时会意外地轻,因此需要注意。
▼非接触式
| 优势 |
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| 注意事项 |
传感器需要振动绝缘
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