振動(dòng)傳感器對(duì)電機(jī)監(jiān)測(cè)的重要性及它的工作原理是什么？

電機(jī)作為一種典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，振動(dòng)是其普遍存在的一種現(xiàn)象，振動(dòng)量值成為電機(jī)非常重要的運(yùn)行狀態(tài)特征。如果振動(dòng)過大或者持續(xù)上升，則電機(jī)可能出現(xiàn)了故障。另外，振動(dòng)過大也會(huì)對(duì)電機(jī)的部件帶來危害，如磨損加劇、連接松動(dòng)、材料疲勞等。

      振動(dòng)傳感器在電機(jī)測(cè)試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動(dòng)檢測(cè)可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于能源、化工、醫(yī)學(xué)、汽車、冶金，機(jī)器制造，軍工，科研教學(xué)等諸多領(lǐng)域。

      隨著設(shè)備智能化水平和高可靠性要求的不斷提高，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)、位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)的實(shí)時(shí)反饋趨向?yàn)闃?biāo)配，編碼器、超速開關(guān)、PT00、PTC、振動(dòng)傳感器等電機(jī)附加裝置的應(yīng)用愈來愈普遍。了解這些附加裝置，實(shí)現(xiàn)與電機(jī)的有機(jī)融合，對(duì)設(shè)備生產(chǎn)廠商至關(guān)重要。

一、振動(dòng)傳感器的分類

1、按機(jī)械接收原理分：相對(duì)式、慣性式；

2、按所測(cè)機(jī)械量分：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應(yīng)變傳感器、扭振傳感器、扭矩傳感器。

3、按機(jī)電變換原理分：電動(dòng)式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；

（1） 相對(duì)式

    電動(dòng)式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在固定的磁場(chǎng)里切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體兩端就感生出電動(dòng)勢(shì)，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動(dòng)式傳感器。

     相對(duì)式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來說，是一個(gè)位移傳感器，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同被測(cè)振動(dòng)速度成正比，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。

（2）慣性式

    慣性式電動(dòng)傳感器由固定部分、可動(dòng)部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài)，其可動(dòng)部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大，而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小，也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率。

     從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說，慣性式電動(dòng)傳感器是一個(gè)位移傳感器。然而由于其輸出的電信號(hào)是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所感生的電動(dòng)勢(shì)與線圈切割磁力線的速度成正比。因此就傳感器的輸出信號(hào)來說，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是同被測(cè)振動(dòng)速度成正比的，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。

（3）電渦流式

    電渦流式振動(dòng)傳感器是渦流效應(yīng)為工作原理的振動(dòng)式傳感器，它屬于非接觸式傳感器。電渦流式振動(dòng)傳感器是通過傳感器的端部和被測(cè)對(duì)象之間距離上的變化，來測(cè)量物體振動(dòng)參數(shù)的。電渦流式振動(dòng)傳感器主要用于振動(dòng)位移的測(cè)量。

（4） 電感式

    電感式振動(dòng)傳感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)傳感器。電感式振動(dòng)傳感器設(shè)置有磁鐵和導(dǎo)磁體，對(duì)物體進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，能將機(jī)械振動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)化為電參量信號(hào)。電感式振動(dòng)傳感器能應(yīng)用于振動(dòng)速度、加速度等參數(shù)的測(cè)量。

（5） 電容式

     電容式振動(dòng)傳感器是通過間隙或公共面積的改變來獲得可變電容，再對(duì)電容量進(jìn)行測(cè)定而后得到機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的。電容式振動(dòng)傳感器可以分為可變間隙式和可變公共面積式兩種，前者可以用來測(cè)量直線振動(dòng)位移，后者可用于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的角位移測(cè)定。

（6）壓電式

     壓電式加速度傳感器的機(jī)械接收部分是慣性式加速度機(jī)械接收原理，機(jī)電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng)。其原理是某些晶體（如人工極化陶瓷、壓電石英晶體等，不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù)，一般都可以在壓電材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受變形時(shí)，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生，這種從機(jī)械能（力，變形）到電能（電荷，電場(chǎng)）的變換稱為正壓電效應(yīng)。而從電能（電場(chǎng)，電壓）到機(jī)械能（變形，力）的變換稱為逆壓電效應(yīng)。

      因此利用晶體的壓電效應(yīng)，可以制成測(cè)力傳感器，在振動(dòng)測(cè)量中，由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力，所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比，所以壓電式傳感器是加速度傳感器。

（7） 電阻應(yīng)變式

     電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測(cè)的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實(shí)現(xiàn)這種機(jī)電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式，其中最常見的是電阻應(yīng)變式的傳感器。

      電阻應(yīng)變片的工作原理為：應(yīng)變片粘貼在某試件上時(shí)，試件受力變形，應(yīng)變片原長(zhǎng)變化，從而應(yīng)變片阻值變化，實(shí)驗(yàn)證明，在試件的彈性變化范圍內(nèi)，應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化和其長(zhǎng)度的相對(duì)變化成正比。

二、電機(jī)振動(dòng)傳感器的作用

    在實(shí)際應(yīng)用中，將無線網(wǎng)關(guān)安裝于工廠電氣柜內(nèi)，磁吸天線吸附于電氣柜頂部。使用點(diǎn)擊無線振動(dòng)溫度傳感器，通過M8螺栓連接磁吸座，磁吸座吸附到電機(jī)上，并用速干膠粘接固定磁吸座，對(duì)電機(jī)的振動(dòng)、溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

    無線振動(dòng)溫度傳感器通過無線傳輸數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過4G網(wǎng)絡(luò)上報(bào)數(shù)據(jù)到云端。博感云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)鞲衅髟O(shè)備提供遠(yuǎn)程管理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、云端存儲(chǔ)及可視化等功能。同時(shí)，博感云平臺(tái)充分利用云端強(qiáng)大的計(jì)算能力，對(duì)海量的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，為設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)提供參考。

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