振动的测量

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模块五 振动的测量K

M

振动是物体在其平衡位置附近作周期性往复运 动的运动形式。振动的存在会影响机器的正常 运转；利用振动现象又可以制造众多设备，如 振动压路机、振动筛等。 可见：测量和分析振动现象，抑制可能带来的 危害显得十分必要。

2013-11-5

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模块五 振动的测量课题一 课题二 振动传感器 压电式加速度传感器

课题三课题四

冲击传感器微硅加速度传感器

2013-11-5

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课题一 振动传感器[任务导入]

璃打碎报警装置广泛应用于文物保管、贵重 商品保管及商品柜台等场合。感受玻璃振动的部 件压电薄膜式振动传感器是报警装置的核心。2013-11-5

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工作过程： 玻璃打碎时发出几千赫兹甚至更高频率的 振动，将高分子压电薄膜粘贴在玻璃上，感受 到这一振动并转换成电压输出，经一系列信号 处理后传送给集中报警系统。振动传感器在这 一系统中处于信息采集的前端。2013-11-5

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在组成振动测量系统之前，首要任务是根据 测量范围、要求的精度及安装形式、价格等选择 合适的振动传感器。 本课题的任务就是：了解常用振动传感器的 结构、种类，熟悉各种振动传感器的使用范围及 场所，学会选用、使用振动传感器，组成振动测 量系统，完成振动测量任务。

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知识点 ¤ 掌握振动测量的相关概念 ¤ 了解振动传感器的工作原理 ¤ 熟悉压电式传感器的原理和特性 ◆ 技能点 ¤ 掌握振动传感器的选用原则和压电 式振动传感器的使用◆

2013-11-5

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[相关知识]

一、振动基础知识物体围绕平衡位置的 往复运动构成振动。 按振动形式分类，有机械振动、土木振动、 运输工具振动等。 按振动频率分，有高频、低频和超低频振动。 按振动原因分，又会有自由振动、强迫振动 和自激振动等。2013-11-5

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振动的常用测量值有三个: 振动位移、振动 速度和振动加速度。 振动位移用s表示，单位为mm或m; 振动速度用v表示，单位为m/s或mm/s; 振动加速度用a表示，单位m/s2,工程上常 用重力加速度g作为单位 。

振动位移、振动速度和振动加速度之间相互 对应，可通过简单微积分运算进行换算。

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周期 物体振动一次所需的时间。频率是周期的倒数，即每秒钟物体振动的次数，单位为赫兹。 振幅 振动物体偏离平衡位置的最大距离。工程 上常用单峰值、峰峰值和有效值等指标反映。 谐振 振动频率接近系统固有频率时，振动迅速 增大，产生谐振。此时的频率为谐振频率。2013-11-5

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二、振动传感器

振动系统模型中的主要部件为质量块m,弹簧k和阻 尼器c。质量块受外力作用后按一个固定频率作自由振动。

因此可以用质量块的振动间接反映物体的振动。根据质 量块频率与被测物振动频率的关系不同，可制成振动位 移、速度和加速度传感器。2013-11-5

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振动传感器的常用分类： 电感式 接触式 振动传感器 压电式 电涡流式

电容式 霍尔式 非接触式 光电式 压电式传感器由于测量频率宽、量程大、体积 小、对被测件的影响小，安装使用，成为最常用 的测振传感器。2013-11-5

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三、压电式振动传感器压电效应：某些物质沿一定方向上受到外力作 用变形时，内部被极化，其表面产生电荷；外力去 除后，又会重新回到不带电的状态的现象。 压电材料：具有压电效应的物质称为压电材料。 这种物质很多，如天然形成的石英晶体，人工制造 的压电陶瓷、钛酸钡等。常见的压电材料可分为三 类，即单晶体压电晶体、多晶体压电陶瓷和高分子 压电薄膜。

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超声波美容仪器用压电陶瓷晶片

医用B超换能器用压电陶瓷晶片2013-11-5

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高分子压电薄膜

聚偏二氟乙烯(PVF2)、聚氟 乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯 (PVDF)等2013-11-5

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压电式传感器工作原理

工作过程中以压电效应为基础。压电晶片的两 个工作面构成两个电极。当压电晶片受到压力F的 作用时，在两个极板上积聚数量相等而极性相反的 电荷，检测电荷量的多少可以测量受力大小。

Q D FQ为电荷量；F为作用力(N);D为压电常数(C / N)2013-11-5

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[任务实施]本任务中振动传感器要求小巧轻便，灵敏度较高 磁电式速度传感器在该场合下不适用；同时，橱窗在 日常使用时易移动，用电涡流传感器进行非接触测量 也不方便。 以石英晶体或压电陶瓷为核心的普通小型压电传 感器在报警系统使用初期出现过。由于个头较大，目 前已改为高分子压电薄膜结构的传感器。 使用时，用瞬干胶粘贴在玻璃上，玻璃破碎瞬间 ，压电薄膜感受剧烈振动，表面产生电荷，在输出引 脚间产生窄脉冲电压，经电缆输送到集中报警装置 …… 此处隐藏：817字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……