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加速度计测量振动-什么是振动?

时间:2018-08-08
 

        本文提供的信息有助于您了解基本振动概念、加速度计的工作原理,以及不同的传感器规格参数如何影响应用的加速度计性能。

1、什么是振动

        振动是机器或组件偏离平衡位置的运动或机械振荡。 它可以是周期性的,比如钟摆的运动,也可以是随机的,例如轮胎在砾石路面上的运动。 振动可以用度量单位(m/s2)或引力常数单位“g”来表示,其中1 g= 9.81m/s2。 物体的振动方式有两种: 自由振动和受迫振动。

        当物体或结构发生移位或受到冲击,会自然地振动,这就是自由振动。 例如,当我们敲打一个音叉时,音叉会响起来,但声音会渐渐减弱直至消失。 固有频率通常是指一个物体在受到冲击或发生移位时“希望”振荡的频率。 共振是指系统在特定频率下的振动比其他频率更剧烈。 在物体的固有频率或接近物体的固有频率下发生受迫振动时,会使物体内部积累能量。 即使一开始的受迫振动幅度非常小,但随着时间的推移,振动也可能会变得相当剧烈。 如果物体的固有频率与正常环境下的振动频率相等,那么物体的振动会更剧烈并且导致物体过早地损坏导致。

什么是振动

        受迫振动是指结构由于施加力而发生振动的情况。 旋转或交替运动可以强迫物体以非固有频率振动。 一个例子是洗衣机的失调,在该情况下,洗衣机甩动的频率等于旋转轴的旋转频率。 在状态监测中,振动测量用于指示压缩机、涡轮机或泵等旋转机械的健康程度。 这些机器包含各种部件,并且每个部件都有各自独特的振动模式或特征。 通过在一段时间内记录不同振动特征的趋势,您将可以预测机器何时会发生故障,并妥善安排维护作业,以提高安全性和降低维护成本。

2、如何测量振动

        振动通常使用陶瓷压电传感器或加速度计进行测量。 加速度计是一种用于测量物体的加速度并将其转化为电压的传感器。 加速度计属于全面接触式传感器,通常直接安装在高频元件上,例如滚动轴承、变速箱或旋转叶片。 这些多功能传感器也可在冲击测量(爆炸和故障测试)以及较慢的低频振动测量中使用。 加速度计的优点是在很宽的频率范围和较大的动态范围内具有线性度。

如何测量振动

        另一种可以用于测量振动的传感器是接近式探针。 加速度计是通过测量加速度来确定振动大小,而接近式探针则属于非接触式传感器,测量的是到目标的距离。 这些传感器几乎专门用于测量旋转机械的轴振动。 一个常见的应用是机械系统,比如涡轮机的监测和保护测量。 由于这类机械系统采用柔性流体薄膜轴承和重壳体,振动无法很好地传送到外壳,因此通常使用接近式探针代替加速度计来直接测量轴的运动。

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