一：振動(dòng)傳感器種類

　　在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中,，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢,，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器,，它是整個(gè)測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù),，特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益,，且數(shù)字化,、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。

　　一,、工程振動(dòng)測試方法

　　在工程振動(dòng)測試領(lǐng)域中,，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分,，可以分成三類,。

　　1,、機(jī)械式測量方法

　　將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號,，再經(jīng)機(jī)械系統(tǒng)放大后，進(jìn)行測量,、記錄,，常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀，它能測量的頻率較低,，精度也較差,。但在現(xiàn)場測試時(shí)較為簡單方便。

　　2,、光學(xué)式測量方法

　　將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號,，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后顯示和記錄。如讀數(shù)顯微鏡和激光測振儀等,。

　　3,、電測方法

　　將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄,。電測法的要點(diǎn)在于先將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量（電動(dòng)勢,、電荷、及其它電量）,，然后再對電量進(jìn)行測量,，從而得到所要測量的機(jī)械量,。這是目前應(yīng)用得最廣泛的測量方法。

　　上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同,，但是,，組成的測量系統(tǒng)基本相同，它們都包含拾振,、測量放大線路和顯示記錄三個(gè)環(huán)節(jié),。

　　1、拾振環(huán)節(jié),。把被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的,、光學(xué)的或電的信號，完成這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器,。

　　2,、測量線路。測量線路的種類甚多,，它們都是針對各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的,。比如，專配壓電式傳感器的測量線路有電壓放大器,、電荷放大器等,；此外，還有積分線路,、微分線路,、濾波線路、歸一化裝置等等,。

　　3,、信號分析及顯示、記錄環(huán)節(jié),。從測量線路輸出的電壓信號,，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器（如電子電壓表、示波器,、相位計(jì)等）,、記錄設(shè)備（如光線示波器、磁帶記錄儀,、X—Y 記錄儀等）等,。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上，然后再輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理,，從而得到最終結(jié)果,。

　　二、傳感器的機(jī)械接收原理

　　振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量,。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時(shí)也稱它為換能器,、拾振器等,。

　　振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量,，然后由機(jī)械接收部分加以接收,，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量，最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量,。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的,。

　　1、相對式機(jī)械接收原理

　　由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最簡單的形式,，因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng),，從而制造出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。傳感器的機(jī)械接收原理就是建立在此基礎(chǔ)上的,。相對式測振儀的工作接收原理是在測量時(shí),，把儀器固定在不動(dòng)的支架上，使觸桿與被測物體的振動(dòng)方向一致,，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸,，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，觸桿就跟隨它一起運(yùn)動(dòng),，并推動(dòng)記錄筆桿在移動(dòng)的紙帶上描繪出振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線,，根據(jù)這個(gè)記錄曲線可以計(jì)算出位移的大小及頻率等參數(shù)。

　　由此可知,，相對式機(jī)械接收部分所測得的結(jié)果是被測物體相對于參考體的相對振動(dòng),，只有當(dāng)參考體絕對不動(dòng)時(shí),，才能測得被測物體的絕對振動(dòng),。這樣，就發(fā)生一個(gè)問題,，當(dāng)需要測的是絕對振動(dòng),，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這類儀器就無用武之地,。例如：在行駛的內(nèi)燃機(jī)車上測試內(nèi)燃機(jī)車的振動(dòng),，在地震時(shí)測量地面及樓房的振動(dòng)……，都不存在一個(gè)不動(dòng)的參考點(diǎn),。路有電壓放大器,、電荷放大器等；此外，還有積分線路,、微分線路,、濾波線路、歸一化裝置等等,。

　　3,、信號分析及顯示、記錄環(huán)節(jié),。從測量線路輸出的電壓信號,，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器（如電子電壓表、示波器,、相位計(jì)等）,、記錄設(shè)備（如光線示波器、磁帶記錄儀,、X—Y 記錄儀等）等,。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上，然后再輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理,，從而得到最終結(jié)果,。

　　二、傳感器的機(jī)械接收原理

　　振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一,，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置,。所以我們有時(shí)也稱它為換能器,、拾振器等。

　　振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量,，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量,，最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量,。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。

　　1,、相對式機(jī)械接收原理

　　由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最簡單的形式,，因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng)，從而制造出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）,。傳感器的機(jī)械接收原理就是建立在此基礎(chǔ)上的,。相對式測振儀的工作接收原理是在測量時(shí)，把儀器固定在不動(dòng)的支架上,，使觸桿與被測物體的振動(dòng)方向一致,，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸,，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，觸桿就跟隨它一起運(yùn)動(dòng),，并推動(dòng)記錄筆桿在移動(dòng)的紙帶上描繪出振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線,，根據(jù)這個(gè)記錄曲線可以計(jì)算出位移的大小及頻率等參數(shù)。

　　由此可知,，相對式機(jī)械接收部分所測得的結(jié)果是被測物體相對于參考體的相對振動(dòng),，只有當(dāng)參考體絕對不動(dòng)時(shí)，才能測得被測物體的絕對振動(dòng),。這樣,，就發(fā)生一個(gè)問題，當(dāng)需要測的是絕對振動(dòng),，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí),，這類儀器就無用武之地。例如：在行駛的內(nèi)燃機(jī)車上測試內(nèi)燃機(jī)車的振動(dòng),，在地震時(shí)測量地面及樓房的振動(dòng)……,，都不存在一個(gè)不動(dòng)的參考點(diǎn)。在種情況下,，我們必須用另一種測量方式的測振儀進(jìn)行測量,，即利用慣性式測振儀。

　　2,、慣性式機(jī)械接收原理

　　慣性式機(jī)械測振儀測振時(shí),，是將測振儀直接固定在被測振動(dòng)物體的測點(diǎn)上，當(dāng)傳感器外殼隨被測振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),，由彈性支承的慣性質(zhì)量塊將與外殼發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),，則裝在質(zhì)量塊上的記錄筆就可記錄下質(zhì)量元件與外殼的相對振動(dòng)位移幅值，然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對振動(dòng)位移的關(guān)系式,，即可求出被測物體的絕對振動(dòng)位移波形,。

　　三、振動(dòng)傳感器的機(jī)電變換原理

　　一般來說,，振動(dòng)傳感器在機(jī)械接收原理方面,，只有相對式、慣性式兩種,，但在機(jī)電變換方面,，由于變換方法和性質(zhì)不同，其種類繁多,，應(yīng)用范圍也極其廣泛。

　　在現(xiàn)代振動(dòng)測量中所用的傳感器,，已不是傳統(tǒng)概念上獨(dú)立的機(jī)械測量裝置,，它僅是整個(gè)測量系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，且與后續(xù)的電子線路緊密相關(guān)。

　　由于傳感器內(nèi)部機(jī)電變換原理的不同,，輸出的電量也各不相同,。有的是將機(jī)械量的變化變換為電動(dòng)勢、電荷的變化,，有的是將機(jī)械振動(dòng)量的變化變換為電阻,、電感等電參量的變化。一般說來,，這些電量并不能直接被后續(xù)的顯示,、記錄、分析儀器所接受,。因此針對不同機(jī)電變換原理的傳感器,，必須附以專配的測量線路。測量線路的作用是將傳感器的輸出電量最后變?yōu)楹罄m(xù)顯示,、分析儀器所能接受的一般電壓信號,。因此，振動(dòng)傳感器按其功能可有以下幾種分類方法：

　　按機(jī)械接收原理分：相對式,、慣性式,；

　　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；

　　按所測機(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.