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  • 关于振动传感器的工作原理以及应用场景解析

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如振动传感器。 在高度发展的现代工业中,现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势,而测试系统的最前端是传感器,它是整个测试系统的灵魂,被世界各国列为尖端技术,特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术,为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益,且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。 振动传感器原理 振动传感器是测试技术中的关键部件之一。振动传感器的原理是接收机械量并转换成与其成正比的电量。因为它也是一种机电转换装置。所以我们有时称它为换能器、振动拾音器等。 振动传感器不直接将原始的被测机械量转换为电,而是将原始的被测机械量作为振动传感器的输入量,再由机械接收部分接收,形成另一个适合的机械量为转型。最后由机电转换部分转换成电能。因此,传感器的工作性能取决于机械接收部分和机电转换部分的工作性能。 1、相对机械接收原理。由于机械运动是物质运动最简单的形式,人们首先想到的就是用机械的方法来测量振动,从而造就了机械测振仪(如盖革测振仪等)。传感器的机械接收原理就是以此为基础的。相对测振仪的工作原理是在测量时将仪器固定在一个固定的支架上,使接触杆与被测物体的振动方向一致,靠弹簧的弹力与被测物体表面接触。当物体振动时,触摸杆随之移动,推动触控笔在移动的纸带上绘制振动物体随时间位移的曲线。根据这条记录曲线,可以计算出位移的大小和频率等参数。 可以看出,相对机械接收部分测量的结果是被测物体相对于参考体的相对振动。只有当参考体绝对静止时,才能测量被测物体的绝对振动。这样,就会出现问题。当需要测量绝对振动,但找不到不可移动的参考点时,这种仪器就没有用了。例如:在运行中的内燃机车上测试内燃机车的振动,测量地震时地面和建筑物的振动……没有固定的参考点。在这种情况下,我们必须使用另一种类型的测振仪进行测量,即使用惯性测振仪。 2、惯性机械接收原理。惯性机械测振仪测量振动时,将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上。当传感器外壳随被测振动物体移动时,由弹性质量块支撑的惯性会相对于外壳移动,安装在质量块上的测针可记录质量元件与外壳之间的相对振动位移幅值,然后利用惯性质量块与壳体的相对振动位移关系,即得到被测物体的绝对振动位移波形。 振动传感器应用 振动速度传感器是一种惯性传感器。它利用磁电感应原理将振动信号转化为电信号。可用于测量轴承壳或结构的振动。这种传感器测得的振动是相对于自由空间的绝对振动,其输出电压与振动速度成正比,故又称速度振动传感器。速度也可以在积分后换算成位移再进行处理。这种测量可以评价旋转或往复机械的综合工况。直接安装在机外,使用维护极为方便。工作时,将传感器安装在机器上。当机器振动时,在传感器的工作频率范围内,线圈和磁铁相对运动,切断磁力线,在线圈中产生感应电压。电压值与振动速度值成正比。与二级仪表配套,可显示振动速度或位移。也可输送至其他二次表或交流电压表进行测量。 本文只能带领大家对振动传感器有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-07-20 关键词: 振动传感器 机械量 测振仪

  • 关于常见的振动传感器的选择方法,你知道有哪些吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如振动传感器。 振动传感器如何选择 振动传感器选择指南及评判标准: 为了选择理想的测试传感器,必须对测试对象(信号)进行以下三个方面的分析和评估 1)被测振动的大小 2)振动信号的频率范围 3)振动试验场地的环境 根据以上三个方面的分析结果,可以参考传感器的相关技术指标进行选择 1)振动传感器的灵敏度的选择与测量范围 估算振动量将有助于确定传感器的灵敏度、测量范围和分辨率以及其他相关指标。测量范围是指传感器可以测量的最大量。最大测量值通常与允许的非线性误差相关。电压输出加速度计的测量范围等于传感器输出的最大信号电压与灵敏度的比值。 最小测量值通常取决于测量系统的电噪声。低阻电压输出加速度计电噪声的主要来源是传感器内置电路的电噪声,因此最小测量值是传感器的电噪声与灵敏度的比值。必须指出的是,一般传感器的电噪声是指电压在很宽的频带内的有效值,而在振动信号的频域分析中更具有实际意义的是各频点的电噪声。特别是对于低频信号的测量和分析,由于加速度信号比较弱,电噪声增大,了解实际测量频率下的电噪声就显得尤为重要。在考虑了最大和最小测量值后,当尺寸和频率范围允许的条件较小时,应选择尽可能高的灵敏度。 2)振动传感器选择测量频率范围的选择 传感器的测量频率范围是指以指定频率点的灵敏度为基础的一定灵敏度偏差的频率范围。灵敏度偏差一般分为±5%±10%±3dB。一般来说,高灵敏度的传感器高频截止频率较低,重量较重。相反,测量频率范围宽的传感器体积小、重量轻。灵敏度较低。必须指出的是,传感器的测量范围与安装方法密切相关。传感器的频率范围应与合适的安装方式相匹配。过分追求传感器的测量频率范围,不仅在实际使用中难以实现,而且大大增加了传感器的成本。 振动传感器的测试方法 在工程振动试验领域,试验方法和方法多种多样,但根据各种参数的测量方法和测量过程的物理性质,可分为三类。 机械:将工程振动参数转化为机械信号,经机械系统放大后进行测量记录。常用的仪器有杠杆式测振仪和盖革测振仪,可以测量较低的频率。准确性也很差。但在现场测试时更简单、更方便。 光学:将工程振动参数转换成光信号,经光学系统放大后显示和记录。如读数显微镜和激光测振仪。 电测量:将工程振动参数转化为电信号,经电子电路放大后显示和记录。电测法的要点是先将机械振动的量转化为电(电动势、电荷、其他电),然后对电进行测量,得到被测机械量。这是目前使用最广泛的测量方法。 上述三种测量方法虽然物理性质不同,但测量系统基本相同。它们都包括三个环节:振动拾取、测量放大电路、显示和记录。 1、振动拾取环节。被测机械振动被转换成机械、光或电信号,完成这种转换的装置称为传感器。 2. 测量电路。测量电路的种类很多,都是针对各种传感器的变换原理而设计的。例如,专门配备压电传感器的测量电路包括电压放大器、电荷放大器等;此外还有积分电路、微分电路、滤波电路、归一化装置等。 3、信号分析和显示记录环节。测量线输出的电压信号可输入信号分析仪或送至显示仪器(如电子电压表、示波器、相位计等)、记录设备(如光示波器、录音机、XY记录仪、等)等。必要时也可以记录在磁带上,然后输入信号分析仪进行各种分析处理,从而得到最终结果。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-07-20 关键词: 灵敏度 分辨率 振动传感器

  • 有关振动传感器接收原理以及它的种类划分解析

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如振动传感器。 在高度发达的现代工业中,现代检测技术向数字化、信息化方向发展已成为必然趋势。测试系统的最前沿是传感器。它是整个检测系统的灵魂,被世界各国列为尖端技术。正是近年来IC技术和计算机技术的飞速发展,为传感器的发展提供了良好可靠的科技基础。传感器的发展日新月异,数字化、多功能、智能化是现代传感器发展的重要特征。 振动传感器接收原理 振动传感器是测试技术中的关键部件之一。它的主要功能是接收机械量,并将其转换成与其成正比的电量。因为它也是一种机电转换装置。所以我们有时称它为换能器、振动拾音器等。 振动传感器不直接将原始的被测机械量转换为电,而是将原始的被测机械量作为振动传感器的输入量,再由机械接收部分接收,形成另一个适合的机械量。最后由机电转换部分转换成电能。因此,传感器的工作性能取决于机械接收部分和机电转换部分的工作性能。 1、相对式机械接收原理 由于机械运动是物质运动最简单的形式,人们首先想到的就是用机械的方法来测量振动,从而造就了机械测振仪(如盖革测振仪等)。传感器的机械接收原理就是以此为基础的。相对测振仪的工作接收原理是在测量时将仪器固定在一个固定的支架上,使接触杆与被测物体的振动方向一致,通过弹簧的弹力与被测物体表面接触。当物体振动时,触摸杆随之移动,推动触控笔在移动的纸带上绘制振动物体随时间位移的曲线。根据这条记录曲线,可以计算出位移的大小和频率等参数。 可以看出,相对机械接收部分测量的结果是被测物体相对于参考体的相对振动。被测物体的绝对振动只有在参考物体绝对静止时才能测得。这样,就会出现问题。当需要测量绝对振动,但找不到不可移动的参考点时,这种仪器就没有用了。例如:在运行中的内燃机车上测试内燃机车的振动,测量地震时地面和建筑物的振动……没有固定的参考点。在这种情况下,我们必须使用另一种类型的测振仪进行测量,即使用惯性测振仪。 2、惯性式机械接收原理 惯性机械测振仪测量振动时,将测振仪直接固定在被测振动物体的测量点上。当传感器外壳随被测振动物体移动时,弹性支撑的惯性质量将面向外壳。移动时,安装在质量块上的测针可记录质量元件与外壳的相对振动位移幅值,然后使用关系式 表示惯性质量块与壳体之间的相对振动位移,得到被测物体振动位移波形的绝对值。 振动传感器的分类: 就机械接收原理而言,振动传感器只有相对型和惯性型两种。但是,在机电变换方面,由于变换方法和性质不同,种类和应用也很多。现代振动测量中使用的传感器不再是传统概念中独立的机械测量装置。它只是整个测量系统中的一个环节,与后续的电子电路密切相关。 由于传感器内部机电转换原理不同,输出功率也不同。有的将机械量的变化转化为电动势和电荷,有的将机械振动量的变化转化为电阻、电感等参数的变化。 一般来说,这些电量不能直接被后续的显示、记录和分析仪器所接受。因此,对于机电转换原理不同的传感器,必须附加专门的测量电路。测量电路的作用是最终将传感器的输出功率转化为可以被后续显示分析仪器接受的通用电压信号。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-07-20 关键词: 电压 振动传感器 机械量

  • 选择最佳的振动传感器来进行风轮机状态监控

    据保守估计,目前全球至少安装了25万台风轮机。未来四年里,全球风轮机市场预计将增长278 GW的陆上容量、44.3 Gw的海上容 量。1 这相当于至少100,000台3 MW的风轮机。随着可再生能源呈现这种增长,加上国家电网的电力投入,风轮机(WT)装置的可靠运行已成为工业和政府结构着重研究的课题。对WT可靠性的量化研究显示,可靠性随时间不断提升。例如,2016年美国国家可再生能源实验室报告2 显示,在2007年至2013年间,包括变速箱在内的大多数WT子系统的可靠性都得到了提高,变速箱停机时间缩短了7倍。但是,在2018年,变速箱仍然是三大常见故障点之一,且材料成本最高。2,3 变速箱每次故障的平均成本最高,一次大型更换平均花费€230,000。4 变速箱组件的可靠性相对较差,因此需要重点对齿轮、轴承和轴实施状态监控。除了变速箱之外,转子叶片和发电机是WT系统中 故障率最高的组件。5,6 目前商用风轮机状态监控系统有很多,其中大部分使用振动传感器来实施变速箱分析。目前已经有一些 商用的转子叶片监控系统 7 ,但这个领域尚待继续研究。大量相关资料支持在风轮机中使用振动监控系统,包括详细调查和分 析各种系统的优势。8 但很少有资料会介绍风轮机应用对振动传感器的要求。本文从系统角度,提供关于风轮机组件、故障统计、 常见故障类型和故障数据收集方法等的见解。本文从WT组件上的常见故障入手,讨论振动传感器要求,例如带宽、测量范围和噪声密度等。 系统组件、故障和传感器要求 图1和图2显示风轮机系统的主要组件,并提供风轮机变速箱的详细结构。下面几节将重点介绍变速箱、叶片和塔架对状态监 控的要求,重点介绍振动传感器。对于其他系统,例如偏航驱动、机械刹车和发电机,我们一般不使用振动传感器进行监控,而是监控扭矩、温度、润滑油参数和电信号。 图1. 风轮机系统组件 图2. 变速箱的结构 变速箱 风轮机变速箱将机械能从低转速的转子轮毂传输到高速发电机。同时,WT变速箱承受着不同风速带来的交替载荷,以及频 繁制动导致的瞬变脉冲。变速箱包括一个低速转子轴和主轴承,在风力驱动转子叶片时以0 rpm至20 rpm(不到0.3 Hz)的转速运 行。要捕获不断增加的振动信号,需要振动传感器使用直流电运行。行业认证指南特别指出,振动传感器的性能需要达到0.1 Hz。9 变速箱的高速轴通常以3200 rpm (53 Hz)的转速运行。为了提供足够带宽来捕捉轴承和齿轮故障的谐波,推荐低速和高速轴振动传感器的性能达到10 kHz及以上。9 这是因为无论转速多大,轴承谐振一般都在几千赫范围内。10 到目前为止,轴承故障是引发变速箱故障的最大原因。一些研究表明,轴承故障是引发灾难性齿轮故障的根本原因。 11 当高速轴上的后轴承失效时,高速轴发生倾斜,造成中间(中部)轴齿轮的传输不均。在这种情况下,齿轮的接触齿极易发生故障,如图3所示。 图3. 中轴齿轮断齿 轴承润滑(油)不足是导致主轴轴承故障的主要原因。可用的解决方案(例如SKF NoWear)包括特殊轴承涂层, 12 可将缺油运行时间提高6倍以上。 即使采用特殊的轴承涂层和其他变速箱改进方法,我们仍然需要使用合适的振动传感器来监控变速箱的主要轴承和高速轴承。振 动传感器的本底噪声需要足够低,以便能够检测到早期振动幅度(g范围)较低的轴承故障。较老的MEMS技术,例如ADXL001 ,其本底噪声为4 mg/√Hz,足以捕捉轴承外环的故障。13 图4显示,外环故障先出现约0.055 g的频率峰值,且轴承表现良好,从噪声密度角度来看,本底噪声低于2 mg/√Hz。参考的13数据采集系统的过程增益导致噪声大幅降低,因此测量得出2 mg/√Hz本底噪声。只有在DAQ 系统实现了足够的过程增益,且噪声为随机的情况下,才适合使用本底噪声为4 mg/√Hz的传感器。一般情况下,最好使用本底噪声 为100 µg/√Hz至200 µg/√Hz的振动传感器,而不是基于过程增益,后者只有在噪声为随机且不相关的情况下适用。 本底噪声在100 µg/√Hz至200 µg/√Hz之间的传感器在捕捉正常的轴承运行状况方面表现出色,在捕捉mg/√Hz范围内的早期故障时则 表现卓异。事实上,使用本底噪声为100 µg/√Hz的MEMS传感器甚至能够更早检测出轴承故障。 图4. 使用MEMS加速度计ADXL001测量轴承外环的故障 在不到0.1 g时,显示初始轴承损坏,而在达到1 g时,通常表示深度 轴承损坏,这会触发维护。 14 图5显示,当振动幅值超过6 g时,需维护变速箱和更换轴承。如前所述,轴承故障频率会在更高频率下 发生。在更高频率下实施测量需要使用g范围规格更大的传感器。这是因为测得的加速度重力值与频率成比例。因此,与在低频率下 相比,在更高频率下,相同的少量故障位移会导致更高的重力范围。一般指定在50 g至200 g时使用测量范围高达10 kHz、更高带宽的传感 器,尤其指定适用于风轮机应用.由于结构冲击或突然的机械断裂,振动传感器也需要涵盖冲击载荷工况。因此,一般将典型的商用振动监控系统的满量程定为至少为50 g至100 g。 图5. 振动幅度为6 g时的轴承位移 对于风轮机主轴承,要求至少使用一个单轴振动传感器,推荐使用两个,并在轴向和径向上测量。 9 轴承环上的轴向开裂可能使轴 承寿命缩短至仅一到两年。15 由于变速箱本身很复杂,如图2所示,所以建议使用至少6个振动传感器来实施状态监控。 9 在选择传感器的数量和位置时,应确保能够可靠测量所有齿轮啮合和缺陷/转动频率。监控变速箱的 低速级时,需要使用一个单轴传感器,放置在尽可能靠近环形齿轮的位置。监控变速箱的中间和高速级时,需要在中心齿轮、 中间轴和高速轴位置使用一个单轴传感器。高速和中速轴承内环的轴向开裂已成为影响风轮机变速箱寿命的主要原因。15 对于变速箱监控,未来要改善的状态监控领域包括无线振动监控系统的采用,但持续研究才能持续为这些解决方案提供支持。8 转子叶片 风轮机的转子叶片和轮毂组件在低速下捕捉风并传输扭矩。导致叶片故障的主要原因包括极端风荷载、结冰或雷电等环境 影响,以及不平衡。这些因素导致断裂和边缘开裂,以及径节系统故障。目前只有少量商用振动监控系统,可以分布在叶片外部和内部。 8 已经使用MEMS振动传感器在叶片上开展大量学术研究,比如Cooperman和Martinez的工作, 16 其中还包括陀螺仪和磁力仪。我们使用这些传感器的联合输出来确定风轮机叶片的方向和变形。相比之下,很少有商用振动监控系 Weidmuller BLADEcontrol®,17 ,它使用每个转子叶片内的振动传感器来测量每个叶片的自动振动行为的变化。BL ADEcontrol系统主要用于检测引起涡轮过度振动的转子叶片上的极端结冰状况。 一般来说,大型风轮机叶片(即直径40米以上的叶片)的首级固有频率在0.5 Hz至15 Hz之间。 18 对涡轮叶片 18 上的无线振动监控系统的可行性研究显示,因振动激励导致的叶片频率响应远高于基频。其他研究 19 表明,由叶片边缘变形引起的叶片频率与叶片扭转变形引起的叶片频率之间有显著差异。叶片边缘变形的固有频率在0.5 Hz至30 Hz之间,叶片扭转变形的固有频率高达700 Hz。用振动传感器测量基频以外的频率需要更大的带宽。DNVGL状态监控规范认证9建议对转子叶片使用振动传感器,它能够测量0.1 Hz至≥10 kHz的频率范围,其中一个传感器放在转子轴上,另一个放在横向方向上。振动传感器在转子叶片上可以实现高频率测量范围,它也必须具备至少50 g的大幅度测量范围,与变速箱轴承的要求类似。 带风机的塔 风轮机塔为风机外壳和转子叶片总成提供结构支撑。塔身会遭受冲击损坏,导致塔出现倾斜。塔倾斜之后,叶片与风向之间无法保持最佳角度。测量倾斜度需要使用操作功率可以低至0 Hz的传感器,如此在零风条件下,也可以检测到倾斜。 基座部分的结构破坏会导致塔摇晃。塔摇晃监控集成在一些涡轮状态监控系统中,与变速箱振动监控相比,可以商用的选项并不多。 8 Scaime状态监控系统 20 使用加速度计、位移传感器、应变传感器和温度传感器来监控叶片、塔和基座的状况。根据DNVGL规范,Scaime加速度计的满量程范围为±2 g, 20 监控频率范围为0.1 Hz至100 Hz。 9如前所述,在静态条件下(无风力),当塔架结构发生故障导致倾斜时,频率的最低限值降低至0 Hz。要实施倾斜测量,需要使用具有良好的直流稳定性能的传感器。MEMS传感器,例如ADXL355采 用气密封装,可以实现行业领先的0 g失调稳定性。 研究 21 证实,最小±2 g范围的振动传感器足以对塔实施监控。在正常运行模式下,25 mps的最大风速可产生小于1 g的加速度重力电平。事实上,在"基于现场测量和有限元分析的风轮机塔基础系统可识别应力状态" 21 研究中,额定风速为2 mps到25 mps,风轮机会在风速为25 mps时关断(停用)。 总结 表1基于风轮机应用需求提供振动传感器的需求摘要。DNVGL状态监控规范认证中给出了传感器的数量、测量方向和频率范围。 9 如 前所述,0 Hz性能对于监控塔架的结构问题非常重要。表1还根据本文提供的现场研究和测量总结了合适的幅度范围和噪声密度。 表1. 风轮机状态监控对振动传感器的要求 故障数据收集方法 所有大规模实体WT都有标准的监控控制和数据采集(SCADA)系统,主要用于实施参数监控。监控参数的示例包括变速箱轴承温度和润滑、主动功率输出和相电流。一些参考资料 6 讨论使用SCADA数据进行风轮机状态监控,以检测趋势。英国杜伦大学的一项调查 7 列出了多达10个商用状态监控系统,这些系统可以适配并与使用标准协议的现有SCADA系统完全集成。GE Energy ADAPT.Wind就是这样一个示例。 22 对未来技术趋势的广泛调查 7 显示,在风轮机上安装振动监控系统是一个明显的倾向。 用于风轮机状态监控的合适的振动传感器 在等于或低于0.3 Hz时,压电振动技术难以或无法捕获振动特征。这意味着无法对低速WT部件,例如转子叶片、主轴承、低速变速箱,塔等实施正常监控。基于MEMS的传感器的性能可以低至0 Hz,可以捕捉所有主要风轮机组件中的关键故障。这为客户提供了用 于WT的单一振动传感器解决方案,仅使用MEMS来测量从0 Hz到高达10 kHz及以上的故障。 除了能够捕捉所有关键故障之外,MEMS还具有以下优点: · 宽重力测量范围和超低的µg/√Hz噪声密度,可以轻松满足表1中给出的要求。 · MEMS具有内置自测(BIST)功能。系统操作员无需访问WT来测试/确保传感器正确运行,可以节约成本。相比之下,压电技术不具备BIST功能。 · 与基于压电的解决方案相比,MEMS接口在数据接口和电源供应方面更加灵活。在将高阻抗压电传感器输出解译到长电缆 时,可用的选项有限。最常采用的是双线IEPE接口,使用第二根接地线通过共享电源/数据线为压电传感器供电。IEPE使用与压电解决方案匹配的放大器来提供低阻抗电缆驱动解决方案。IEPE接口解决方案可以使用MEMS传感器,但MEMS传感器也能与使用现场总线(RS-485、CAN)或基于以太网的网络操作的现有系统轻松集成。这是因为MEMS传感器可以提供模拟输出或数字输出(SPI、IC),并轻松传输至其他协议。 · 环保性能:WT通常在-40˚C到+55˚C的温度下运行,而MEMS器件很容易满足这一要求。 · 与基于压电的传感器相比,MEMS在长时间使用时具有更好的灵敏度和线性度。ADI加速度计的非线性程度很低,通常可以 忽略不计。例如, ADXL1001 MEMS加速度计在满量程范围内具有小于0.025%的典型非线性规格。相比之下,对基于压电传感器的标准化测量的学术研究显示,非线性度为0.5%或更低。23 如今可用的基于MEMS的振动传感器和解决方案 传感器 使用 ADXL1002、 ADXL1003、 ADXL1005、 和 ADcmXL3021 MEMS传感器(如图2 所示)可以轻松满足风轮机应用的振动监控对带宽、范围和噪 声密度的要求。 ADXL355 和 ADXL357 也适合用于实施风轮机塔监控, 具有较低的带宽和范围测量性能。ADXL355/ADXL357具有良好的直流稳定性,这对于测量风轮机塔的倾斜度非常重要。ADXL355/ ADXL357的气密封装保证了良好的长期稳定性。在10年使用寿命中,ADXL355的重复性在±3.5 mg以内,为倾斜测量提供了高度精准的 传感器。 表2. 用于风轮机状态监控的合适的MEMS传感器 风轮机状态监控解决方案 无线 ADI提供一套完整的验证参考设计、评估系统和即插即用机器健康传感器模块,以加速客户的设计进度。图6显示ADI无线振动监控评估平台。 该系统解决方案整合了机械附件、硬件、固件和PC软件,可以快速部署和评估单轴振动监测解决方案。该模块可以通过磁性方式或螺柱直接连接到电机或固定装置。作为基于状态的监控(CbM)系统的一部分,它也可以与同一无线Mesh网络上的其他模块组合使用,以提供具有多个传感器节点的范围更广的图像。 图6. 无线振动监控评估平台 CbM硬件信号链包含一个安装在模块底座上的单轴ADXL1002加 速度计。将ADXL1002的输出读入 ADuCM4050低功耗微控制器,并在此对其进行缓冲,转换至频域并传输至SmartMesh® IP终端。将ADXL1002的输出从SmartMesh芯片无线传输到SmartMesh IP管理器。管理器连接到PC,可以进行可视化处理和数据保存。数据显示为原始时域数据和FFT数据。还提供了有关时间汇总数据的其他摘要统计信息。提供了PC端GUI的完整Python®代码以及部署于模块上的C语言固件,以便客户修改。 有线 ADI的 Pioneer 1有线CbM评估平台 为 ADcmXL3021 三轴振动传感器提 供工业有线链接解决方案。CbM硬件信号链由三轴ADcmXL3021加速度计和Hirose flex PCB连接器组成。带有SPI和中断输出的ADcmXL3021 Hirose连接器与接口PCB相连,通过数米长的电缆将发送至RS-485物理层的SPI转化发送至远程主控制器板。SPI到RS-485 物理层的转换可以使用隔离或非隔离的接口PCB实现,其中包括 iCoupler® 隔离 (ADuM5401/ADuM110N)和RS-485/RS-422收发器(ADM4168E/ADM3066E)。该解决方案通过一根标准电缆将电能和数据结合在一起,从而降低了远程MEMS传感器节点的电缆和连接器成本。专用软件GUI可以简单配置ADcmXL3021器件,并在长电缆上捕捉振动数据。GUI软件将数据可视化显示为原始时间域或FFT波形。 图7. 有线振动监控评估平台 结论 本文证明基于MEMS的传感器可以测量风轮机的关键系统中的所有关键故障。MEMS传感器的带宽、测量范围、直流稳定性和噪声 密度均妥善指定,在风轮机应用中具有出色性能。 MEMS内置自测(BIST)、灵活的模拟/数字接口,以及长时间使用过程中的出色的灵敏度/线性度,这是MEMS传感器成为最佳风轮机 状态监控解决方案的另外一些原因。基于振动检测早期故障的维护系统是一项现代技术,可以防止整个风轮机出现成本高昂的停机。

    时间:2021-03-26 关键词: 状态监控 风轮机 振动传感器

  • ADI公司宣布推出状态监控开发平台

    中国,北京 – Analog Devices, Inc. (ADI)今天推出一款完整的状态监控(CbM)开发平台,旨在帮助加速状态监控硬件、软件和算法的开发。CN0549能针对机械固定的宽带宽传感器数据进行可靠的高保真数据采集。该开发平台的开源软件接口简化了从嵌入式系统到那些应用广泛的数据分析工具(例如MATLAB®和Python)的连接。CN0549支持实时振动数据处理,可加快用于预测性维护服务的机器学习算法的开发。此平台非常灵活,所有专业的工程师都可以利用CN0549加快状态监控开发,并显著降低开发成本和风险。 参考设计的关键特点: • 宽带(DC至10 kHz)MEMS振动传感器,与现有符合IEPE压电的接口兼容。 • 特有的机械安装立方体,可实现MEMS振动传感器的全带宽机械转换功能。 • 适用于IEPE传感器的宽带、高保真数据采集系统参考设计。 • 带有行业标准开源软件的嵌入式网关,支持数据处理。 • 借助分步示例将振动数据以流形式传输到常用机器学习环境(例如MATLAB、TensorFlow和其他基于Python的工具)中以进行算法开发。 报价与供货

    时间:2021-02-05 关键词: ADI CbM 振动传感器

  • 什么是振动传感器?振动传感器如何测量振动?

    在这篇文章中,小编将对振动传感器予以介绍,并对振动传感器测量振动的3种方法加以介绍。最后,小编还将介绍振动传感器的典型应用。如果你对振动传感器具有兴趣,可以继续往下阅读哦。 一、什么是振动传感器 振动是自然界最普遍的现象之一,大至宇宙小至原子粒子,无不存在振动现象。在工程技术领域中振动现象比比皆是,但在很多情况下振动是有害的,例如:振动降低加工精度和光洁度,加剧结构件的疲劳和磨损,在车辆和航空领域中机体及结构件的振动不但会影响驾驶员的操作和舒适度,严重情况下还会引起机体、结构件的断裂甚至解体。 振动传感器是用于检测冲击力或者加速度的传感器,通常使用的是加上应力就会产生电荷的压电器件,也有采用别的材料和方法可以进行检测的传感器。 振动传感器的好坏取决于振动量的大小,振动量一般指的是振动强弱程度的量,也包括振动的速度、加速度、位移、误差等。在选择的时候要根据一定的标准进行选择。同时它的工作效率,对机械量的转化能力要作为选择的标准。也要考虑被测试对象的材料、磁场、成分等因素。 二、振动传感器测量振动的三种方法 经过上面的介绍,想必大家对振动传感器已经具备了一定的了解。接下来,小编将介绍振动传感器测量振动的方法。 振动传感器主要应用于燃气设备,可感测地震等灾害并及时切断燃气或电源防止二次灾害发生振动传感器测量振动的方式很多,但总结起来,原理大多都采用以下三种: 机械式测量方法:将工程振动的变化量转换成机械信号,再经机械系统放大后,进行测量、记录,常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪,这种方法测量频率较,精度差,但操作起来很方便。 光学式测量方法:将工程振动的变化量转换为光学信号,经光学系统放大后显示和记录。象激光测振仪就是采用这种方法。 电测方法:将工程振动的变化量转换成电信号,经线路放大后显示和记录。它是先将机械振动量转化成电量,然后对其进行测量,根据对应关系,知道振动量的大小,这是目前应用得最广泛的震动测量方法。 从上面三种测量方法可以看出,它们都是经过振动传感器、信号放大电路和显示记录三个环节来完成的。 三、振动传感器典型应用 (一)振动传感器在泵房机组设备中的应用 为了掌握设备运行状态、避免发生事故,对生产中的关键机组实行在线监测和故障诊断,也越来越引起人们的重视。振动传感器就承担了这一重要任务,保证了设备的正常运行。当泵房或机组发生振动时,应针对具体情况,用振动传感器测量逐一分析可能造成振动原因,找出问题的症结后,再采取有效的技术措施加以消除。 (二)振动传感器在汽车防盗领域应用广泛 振动传感器能够对车体特殊频段的振动进行监测,在车体被外力破坏的情况可以产生警报。如果有人击打、撞击或移动您的汽车,传感器就会向控制器发送信号,指示震动强度。根据震动的强度,控制器会发出表示警告的“哔哔声”或者全面拉响警报。许多先进的报警系统都将震动传感器作为首选防盗装置,不过通常还要配合其他装置一起使用。目前,汽车、摩托车防盗系统上,百分之八十的车辆报警器都用这类传感器。 以上就是小编这次想要和大家分享的有关振动传感器、振动传感器测量振动的方法以及振动传感器的应用的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。

    时间:2021-01-18 关键词: 传感器 振动 振动传感器

  • Schaeffler推自润线性循环滚珠轴承系统

      Schaeffler已开发出可自动润滑线性循环滚珠轴承和导轨组件的DuraSense系统。该系统使用内建润滑和振动传感器自动润滑相关组件,而无需手动润滑,还会根据负载和其它因素为单独的线性轴提供所需的精确润滑,最多可监控1个轴上的6个托架。   据报导,DuraSense系统可防止润滑不足和过度润滑,能延长机器寿命并降低故障率。它还能检测再润滑系统故障,例如软管外泄或润滑嘴堵塞。DuraSense系统无需使用压力传感器进行复杂监控,例如集中润滑系统中使用的压力传感器。而即使是互连系统它也能保护,而不会导致代价高昂的停机。   若单轨引导系统仅移动很短距离,系统就会降低润滑脉冲的频率;若负载较重则会增加频率。托架若受异物或流体污染,内建振动传感器会透过固体传声检测到这种情况,并触发润滑脉冲,同时清除污染物和润滑剂。   Schaeffler表示,若无此功能,导向系统将继续在滚动接触面上有污染物的情况下运行,直到下次计划性润滑为止,而可能导致系统严重损坏。   DuraSense系统还有助于确定线性再循环球、滚子轴承和导轨组件的剩余使用寿命。这些组件长时间运转后,其表面附近可能会出现材料疲劳。测量系统会检测到这种情况,并增加再润滑脉冲的频率。该轴会平稳地运转,而能在更长时间内维持产品质量。   即使线性导向系统在此情况下继续运行,润滑脉冲之间的较短间隔也可被感测,并用于预测导航系统的剩余使用寿命。将在未来作为数码服务提供的这种运算可根据实际运行数据和系统状况安排维护工作。   除了消除手动润滑的需求外,更意味著机器制造商将不再受限于集中润滑系统提供的有限控制选项。该系统适用于Schaeffler的KUVE和KUSE 4排和6排线性循环滚珠轴承和导轨组件及其RUE线性循环滚子轴承和导轨组件。传感器可放在托架的任一侧,也可放在端件的左侧或右侧。   Schaeffler的线性循环滚子轴承和导轨组件在2017年首次推出自动润滑功能,现在进一步扩展到滚珠轴承系统。

    时间:2020-07-26 关键词: 轴承 振动传感器

  • 贸泽电子备货适用于工业系统的Analog Devices ADcmXL1021-1振动传感器

    2020年5月21日 – 专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起备货Analog Devices, Inc.的ADcmXL1021-1振动传感器。ADcmXL1021-1模块采用Analog Devices的微机电系统 (MEMS) 传感器技术,提供完整的传感器系统,能监测潜在的机械疲劳和故障的早期迹象,特别适用于工业和交通运输设备,有助于降低维修成本,维持高生产力。 贸泽电子分销的Analog Devices ADcmXL1021-1是设计用于监控Z轴振动的单一子系统,能简化基于状态的监测 (CBM) 系统中智能传感器节点的开发。该器件集成高带宽、低噪声的MEMS加速度计,并配备有模数转换器 (ADC)、高性能信号处理、数据缓冲区、记录存储,以及可以轻松配合多种嵌入式处理器运行的用户界面。该器件的信号处理功能包含高速数据采样 (220kSPS)、4096次采样记录长度、滤波、加窗、快速傅里叶变换 (FFT)、用户可配置的频谱或时间统计警报,以及错误标志。 ADcmXL1021-1采用了具有超低噪声密度 (26µg/√Hz) 的ADXL1002 MEMS加速度计以支持高分辨率,并且采用DC至10kHz的高带宽设计,可追踪多种机械式平台的关键振动特征。ADcmXL1021-1拥有±50g的大测量范围,适用于在高带宽的工业物联网 (IIoT) 和工业4.0应用中测量振动,例如用于监测和诊断机械或系统运行情况的振动分析系统,以及用于安全关闭的传感等。 此外,贸泽还备货EVAL-ADCM-1评估套件,其中包含ADcmXL1021-1模块、一块分线板、一块ADcmXL接口板、一块Cypress Semiconductor EZ-USB® FX3™电路板,以及必要的线缆。工程师只要将套件连接至PC,便能使用评估软件,轻松完成模块配置、寄存器设置以及数据显示与记录。

    时间:2020-05-21 关键词: 工业系统 adcmxl1021-1 振动传感器

  • 直播邀约:福禄克振动状态监测方案及产品线介绍

    在这里我们为您讲解:1, 什么是振动状态监测?2, 状态监测方案实例讲解-3561振动传感器3, Fluke最新振动产品介绍在这里还有惊喜互动礼品等着您:现场申请预约演示的前10位用户可获得飞利浦多孔魔方插线板参与现场直播互动的用户还可以获得太阳能停车牌报名通道现在开启:识别二维码即可一键报名成功福禄克公司(FLUKE)福禄克公司成立于1948年,是世界电子测试工具的佼佼者,多年来,创造和发展了一个特定的技术市场,为各个工业领域提供了优质的测量和检测故障产品。福禄克的用户涵盖面广,包括技术人员、工程师、计量人员等等,他们利用福禄克的测试工具进行工业用电、电器设备和过程校准的安装、故障诊断和管理,并以此控制质量。在过去的五年中,福禄克的测试工具屡获殊荣,赢得了《测试与测量世界》最佳测试工具奖、《控制工程》工程师选择奖等50多个年度产品奖项,备受用户赞誉。

    时间:2019-09-05 关键词: 振动状态监测 振动传感器

  • 可精确的语音识别在穿戴式振动传感器体现

     如今,手机上很容易找到语音识别功能。通常,我们经历一个事件,其中语音识别应用程序在会议中间或办公室中的会话中被激活。有时,无论我们调用应用程序的次数多少,它都不会被激活。这是因为移动电话使用检测声压的麦克风来识别语音,并且容易受到周围噪声和其他障碍物的影响。   化学工程的Kilwon Cho教授和POSTECH电子与电气工程的Yoonyoung Chung教授成功开发出一种灵活且可穿戴的振动响应传感器。当该传感器连接到颈部时,它可以通过颈部皮肤的振动精确地识别声音,并且不受环境噪声或声音的影响。 传统的振动传感器通过空气振动识别声音,并且由于机械共振和阻尼效应灵敏度降低,因此它们不能定量地测量声音。因此,环境声音或诸如口罩之类的障碍物会影响其语音识别的准确性,并且不能用于安全认证。 在这项研究中,研究小组证明了声压与颈部皮肤振动的加速度成正比,各种声压级从40到70 dBSPL,他们开发了一种利用皮肤振动加速的振动传感器。该装置由超薄聚合物薄膜和带有微孔的隔膜组成,可通过测量皮肤振动的加速度来定量感知声音。 研究人员还成功地展示了该设备即使在嘈杂的环境中也可以准确地识别出没有振动失真的声音,而且在佩戴口罩时音量非常低。 该研究可以进一步扩展到各种语音识别应用,例如电子皮肤,人机界面或可穿戴式声乐健康监测设备。 Kilwon Cho教授在接受采访时解释了这项研究。“这项研究非常有意义,它开发了一种新的语音识别系统,可以定量地感知和分析语音,不受周围环境的影响。它从传统的语音识别系统向前迈出了一步,只能识别语音定性“。

    时间:2019-06-26 关键词: 传感网 postech电子 机械共振 振动传感器

  • 传感器性能如何支持状态监控解决方案

    半导体技术和能力的进步为工业应用(特别是状态监控解决方案)检测、测量、解读、分析数据提供了新的机会。基于MEMS技术的新一代传感器与诊断预测应用的先进算法相结合,扩大了测量各种机器和提高能力的机会,有助于高效监控设备,延长正常运行时间,增强过程质量,提升产量。为了实现这些新能力并获得状态监控的益处,新解决方案必须准确、可靠、稳健,以便实时监控能够扩展到对潜在设备故障的基本检测之外,提供富有洞察力和可操作的信息。新一代技术的性能与系统级洞察力相结合,有助于人们更深入地了解解决这些挑战所需的应用和要求。振动是机器诊断的关键要素之一,已被可靠地运用于监控各种工业应用中的最关键设备。有大量文献来支持实现高级振动监控解决方案所需的各种诊断和预测能力。但是,关于振动传感器性能参数(如带宽和噪声密度)与最终应用故障诊断能力之间关系的文献则不是很多。本文介绍工业自动化应用中的主要机器故障类型,并确定了与特定故障相关的振动传感器关键性能参数。下面重点介绍几种常见故障类型及其特性,以便深入了解开发状态监控解决方案时必须考虑的一些关键系统要求。所述故障类型包括但不限于不平衡、未对准、齿轮故障和滚动轴承缺陷。不平衡什么是不平衡,什么原因导致不平衡?不平衡是指质量分布不均匀,会导致载荷使质心偏离旋转中心。系统不平衡可归因于安装不当(例如联轴器偏心)、系统设计错误、部件故障,甚至碎屑或其他污染物的累积。举例来说,大多数感应电机内置的散热风扇可能由于灰尘和油脂的不均匀积聚或扇叶损坏而变得不平衡。为什么不平衡系统是一个问题?不平衡系统会产生过大振动,这些振动会机械耦合到系统内的其他部件,如轴承、联轴器和负载,进而可能导致处于良好运行状态的部件加速劣化。如何检测和诊断不平衡整体系统振动增加可能表明存在由不平衡系统引起的潜在故障,但振动增加的根本原因需要通过频域分析来诊断。不平衡系统以系统的旋转速率(通常称为1×)产生一个信号,其幅度与旋转速率的平方成比例,F=m×w2。1×分量在频域中通常总是存在,因此,通过测量1x和谐波的幅度可以识别不平衡系统。如果1×的幅度高于基线测量且谐波远小于1×,则很可能存在不平衡系统。水平和垂直相移振动分量也可能出现在不平衡系统中1。诊断不平衡系统时须考虑哪些系统规格?噪声必须很低,以便降低传感器的影响并支持检测由不平衡系统产生的小信号。这对于传感器、信号调理和采集平台非常重要。为了检测微小的不平衡,采集系统需要有足够高的分辨率来提取信号(尤其是基线信号)。另外还需要足够的带宽来捕获充分的信息(不光是旋转速率),以提高诊断的准确性和可靠性。1×谐波可能受其他系统故障的影响,例如未对准或机械松动,因此分析旋转速率(或1×频率)的谐波可以帮助区分系统噪声和其他潜在故障1。用于慢速旋转机器,基本旋转速率可能远低于10 rpm,这意味着传感器的低频响应对于捕获基本旋转速率至关重要。ADI公司的MEMS传感器技术可以检测低至直流的信号,并能够测量较慢的旋转设备,同时还能测量宽带宽,以获得通常与轴承和齿轮箱缺陷相关的更高频率内容。图1.旋转速率或1X频率的幅度增加可能意味着存在不平衡系统未对准什么是未对准,什么原因导致未对准?顾名思义,当两根旋转轴未对准时,就会发生系统未对准现象。图2显示了一个理想的系统,其中从电机开始对准,然后是轴、联轴器,一直到负载(本例中是泵)。图2.理想的对准系统未对准可以在平行方向和角度方向上发生,也可以是两者的组合(参见图3)。当两根轴在水平或垂直方向上错位时,称为平行未对准。当其中一根轴与另一根轴成一个角度时,称为角度未对准2。图3.不同未对准示例,包括(a)角度、(b)平行或两者的组合为什么未对准是一个问题?未对准误差可能会迫使部件在高于最初设计能力的应力或负载下工作,从而影响更大的系统,最终可能导致过早失效。如何检测和诊断未对准未对准误差通常表现为系统旋转速率的二次谐波,称为2×。2x分量在频率响应中不一定存在,但当它存在时,其与1x的幅度关系可用来确定是否存在未对准。增加的对准误差可以将谐波激励到10×,具体取决于未对准的类型、测量位置和方向信息1。图4突出显示与潜在未对准故障相关的特征。图4.不断增加的2×谐波加上不断增加的更高次谐波,表明可能存在未对准现象诊断未对准系统时须考虑哪些系统规格?为了检测细小的未对准,需要低噪声和足够高的分辨率。机器类型、系统和工艺要求、旋转速率决定了允许的未对准容差。另外还需要足够的带宽来捕获充分的频率范围,以提高诊断的准确性和可靠性。1×谐波可能受其他系统故障的影响,例如未对准,因此分析1×频率的谐波有助于区分其他系统故障。这尤其适合于较高转速的机器。例如,为了准确可靠地检测不平衡,转速超过10,000 rpm的机器(机床等)通常需要2 kHz以上的高质量信息。系统相位与方向性振动信息相结合,可进一步改善对未对准误差的诊断。测量机器上不同点的振动并确定相位测量值之间或整个系统内的差异,有助于深入了解未对准是角度、平行还是两种未对准类型的组合1。滚动元件轴承缺陷什么是滚动元件轴承缺陷,什么原因导致这些缺陷?滚动元件轴承缺陷通常是机械引起的应力或润滑问题的假象,这些问题在轴承的机械部件内产生小裂纹或缺陷,导致振动增加。图5提供了滚动元件轴承的一些示例,并显示了若干可能发生的缺陷。图5.(上)滚动元件轴承和(下)润滑与放电电流缺陷的示例为什么滚动元件轴承故障是一个问题?滚动元件轴承几乎在所有类型的旋转机械上都会使用,从大型涡轮机到慢速旋转电机,从相对简单的泵和风扇到高速CNC主轴。轴承缺陷可能是润滑污染(图5)、安装不当、高频放电电流(图5)或系统负载增加的迹象。故障可能导致灾难性的系统损坏,并对其他系统部件产生重大影响。如何检测和诊断滚动元件轴承故障?有多种技术可用来诊断轴承故障,并且由于轴承设计背后的物理特性,每个轴承的缺陷频率可以根据轴承几何形状、旋转速度和缺陷类型来计算,这有助于诊断故障。轴承缺陷频率如图6所示。对特定机器或系统的振动数据的分析,常常依赖于时域和频域分析的结合。时域分析可用来检测系统振动水平整体增加的趋势。但是,这种分析包含的诊断信息非常少。频域分析可提高诊断洞察力,但由于其他系统振动的影响,确定故障频率可能很复杂。对于轴承缺陷的早期诊断,使用缺陷频率的谐波可识别早期或刚出现的故障,从而在灾难性故障发生之前对其进行监控和维护。为了检测、诊断、了解轴承故障的系统影响,包络检测(如图7所示)等技术与频域中的频谱分析相结合,通常可提供更具洞察力的信息。诊断滚动元件轴承故障时须考虑哪些系统规格?低噪声和足够高的分辨率对于早期轴承缺陷检测至关重要。在缺陷刚刚出现时,缺陷特征的幅度通常很低。由于设计容差,轴承固有的机械滑动会将幅度信息传播到轴承频率响应中的多个仓,从而进一步降低振动幅度,因此要求低噪声以便较早地检测到信号2。带宽对于轴承缺陷的早期检测至关重要。在旋转期间,每次撞击缺陷时,都会产生包含高频内容的脉冲(参见图7)。对轴承缺陷频率(而非旋转速率)的谐波进行监测可发现这些早期故障。由于轴承缺陷频率与旋转速率之间的关系,这些早期特征可以在数千赫兹范围内出现,并延伸到10 kHz到20 kHz范围之外2。即使是低速设备,轴承缺陷的固有性质也要求较宽带宽以便及早检测到缺陷,避免系统谐振和系统噪声(会影响较低频段)的影响3。动态范围对于轴承缺陷监测也很重要,因为系统负载和缺陷可能影响系统所经受的振动。负载增加会导致作用在轴承和缺陷上的力增加。轴承缺陷也会产生冲击,激发结构谐振,放大系统和传感器所经受的振动2。随着机器在停止/启动情况下或正常运行期间的速度上升和下降,变化的速度会为系统谐振激发创造潜在的机会,导致更高幅度的振动4。传感器的饱和可能导致信息丢失、误诊断,在某些技术的情况下甚至会损坏传感器元件。图6.轴承缺陷频率取决于轴承类型、几何形状和旋转速率图7.诸如包络检测之类的技术可以从宽带宽振动数据中提取轴承早期缺陷特征齿轮缺陷什么是齿轮缺陷,什么原因导致齿轮缺陷?齿轮故障通常发生在齿轮机构的齿节中,原因有疲劳、剥落或点蚀等。其表现为齿根出现裂缝或齿面上有金属被削除。造成的原因有磨损、过载、润滑不良和齿隙,偶尔也会因为安装不当或制造缺陷而引起5。为什么齿轮故障是一个问题?齿轮是许多工业应用中动力传递的主要元件,承受着相当大的应力和载荷。齿轮的健康状况对整个机械系统的正常运行至关重要。可再生能源领域有一个众所周知的例子,造成风力涡轮机停机(以及相应的收入流失)的最大因素是主动力系统中多级齿轮箱的失效5。类似的考量也适用于工业应用。如何检测和诊断齿轮故障?由于难以将振动传感器安装在故障附近,以及系统内多种机械激励引起的相当大背景噪声的存在,齿轮故障的检测很棘手。在更复杂的齿轮箱系统中尤其如此,其中可能有多个旋转频率、齿轮比和啮合频率6。因此,检测齿轮故障可能要采用多种互补的方法,包括声发射分析、电流特征分析和油渣分析。在振动分析方面,加速度计通常安装在齿轮箱壳体上,主要振动模式是轴向振动7。健康齿轮产生的振动特征的频率是所谓齿轮啮合频率,等于轴频率和齿轮齿数的乘积。通常还存在一些与制造和组装容差相关的调制边带。健康齿轮的这些情况如图8所示。当发生齿裂纹之类的局部故障时,每次旋转中的振动信号将包括系统对相对低能级的短时冲击的机械响应。这通常是低幅度宽带信号,一般被认为是非周期性和非静态的7,8。图8.健康齿轮的频谱,曲轴转速为~1000 rpm,齿轮转速为~290 rpm,齿轮齿数为24由于这些特性,仅凭标准频域技术并不能精确识别齿轮故障。由于冲击能量包含在边带调制中,其中还可能包含来自其他齿轮对和机械部件的能量,因此频谱分析可能无法检测早期齿轮故障。时域技术(例如时间同步平均)或混合域方法(例如子波分析和包络解调)一般更合适9。诊断齿轮故障时须考虑哪些系统规格?一般来说,宽带宽对齿轮故障检测非常重要,因为齿轮齿数在频域中是乘数。即使对于相对低速的系统,所需的检测频率范围也会快速上升到数kHz区域。此外,局部故障进一步扩展了带宽要求。出于多种原因,分辨率和低噪声极其关键。将振动传感器安装在特定故障区域附近是很困难的,这意味着机械系统可能会使振动信号发生较高程度的衰减,因此能够检测低能量信号至关重要。此外,由于信号不是静态周期信号,因此不能依赖于从高本底噪声中提取低幅度信号的标准FFT技术,传感器本身的本底噪声必须很低。在混合了不同元件的多个振动特征的齿轮箱环境中尤其如此。除了这些考虑因素之外,早期检测的重要性不仅仅是出于资产保护的原因,还出于信号调理的原因。已经证明,单齿断裂故障的情况与两个或更多齿断裂的故障情况相比,前者的振动严重程度可能更高,这意味着在早期进行检测可能相对更容易。结语虽然常见,但不平衡、未对准、滚动元件轴承缺陷和齿轮齿节故障只是高性能振动传感器可以检测和诊断的许多故障类型中的几种。更高传感器性能与适当的系统级考量相结合,有助于实现新一代状态监控解决方案,让人们更深入了解各种工业设备和应用的机械运作。这些解决方案将改变维护的执行方式和机器的运行方式,最终减少停机时间,提高效率,并使下一代设备具备新能力。表1.对每个传感器参数的要求对于表1,一般认为低带宽小于1 kHz,中带宽介于1 kHz到5 kHz之间,高带宽大于5kHz。低噪声密度大于1mg/√Hz,中等噪声密度介于100μg/√Hz到1mg/√Hz之间,高噪声密度小于100 μg/√Hz。低动态范围小于5g,中等动态范围在5g到20g之间,高动态范围大于20g。参考文献1.Jason Mais。“频谱分析:光谱分析的主要特性”。SKF USA, Inc. 2002年。2.Robert Bond Randall。基于振动的状态监控:工业、航空航天和汽车应用。John Wiley & Sons, Ltd. 2010年12月。3.Scott Morris。“SKF纸浆和造纸实践”。SKF全球纸浆和造纸部门,第19期,2016年。4.Chris D. Powell、Erik Swanson和Sorin Weissman。“旋转机械临界速度和模式实用综述”。声音与振动,2005年5月。5.2015 IEEE Workshop on Electrical Machines Design, Control and Diagnosis (WEMDCD), Torino, pp. 297-303, 2015.6.Shahin Hedayati Kia、Humberto Henao和Gérard-André Capolino。“在基于感应电机的系统中使用电子特征分析进行齿轮故障检测的趋势”。2015 IEEE电机设计、控制和诊断研讨会(WEMDCD),都灵,第297-303页,2015年。7.Giorgio Dalpiaz、Alessandro Rivola和Riccardo Rubini。“用于齿轮局部故障检测的振动处理技术的有效性和灵敏度”。机械系统和信号处理,第14卷,第3期,2000年。8.Wenyi Wang。“使用共振解调技术及早检测齿轮齿裂纹”。机械系统和信号处理,第15卷,第5期,2001年。9.Kiran Vernekar、Hemantha Kumar和K. V. Gangadharan。“基于振动分析和连续子波变换的齿轮故障检测”。Procedia Materials Science,第5卷,2014年。

    时间:2019-06-17 关键词: mems技术 振动传感器

  • 振动传感器加速度传感器干扰分类

    振动传感器加速度传感器干扰分类  我们平时在使用速度传感器时,最需要的就是它的精准测量了,但是有时候速度传感器在出厂的时候明明好好的,但一到现场就出现一些问题,比如没有信号输出或者产生无序信号的情况,而传感器没有问题,这时候很可能我们周围产生了感应干扰,影响传感器输出的外界感应干扰我们可以分为以下几种:  电磁感应干扰  当两个电路之间有互感存在时,一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路,这一现象称为电磁感应。这种情况在传感器使用的时候经常遇到。  静电感应干扰  静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容,使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去,有时候也被称为电容性耦合。  漏电流感应干扰  由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良,特别是传感器的应用环境湿度增大,导致绝缘体的绝缘电阻下降,这时漏电电流会增加,由此引发干扰。尤其当漏电流流入到测量电路的输入级时,其影响就特别严重。  射频干扰干扰  主要是大型动力设备的启动、操作停止时产生的干扰以及高次谐波干扰。  其他干扰  主要指的是系统工作环境差,还容易受到机械干扰、热干扰和化学干扰等。  遇到这些干扰的情况时就要注意了,它们产生的途径有两种,一是由电路感应产生干扰,还有是由外围设备和通信线路的感应引入的干扰,我们要解决问题就需找到来源,再进行检查处理,尽可能的远离干扰源。

    时间:2018-09-03 关键词: 加速度传感器 干扰分类 振动传感器

  • 基于STM32的车辆遇险远程报警系统设计

     0 引言 近年来,随着国民收入的不断提高,汽车已经进入普通家庭。汽车给人们出行带来便捷,同时也给人们带来了“麻烦”。公安部统计数据显示,2012年全年,全国接报涉及人员伤亡的交通事故4.6万起,造成1.1万人死亡。当发生事故后,驾乘人员可能失去意识不能自行报警求救,而且报警人由于心理紧张或害怕不能够清楚说出事故地点以至于 耽误救援时间。目前我国传统的车辆报警系统一般仅用于防盗方面,并未考虑到发生事故时车辆与外界的通信问题,因此不能够为驾乘人员提供足够的安全保障。基于上述因素,设计了一种车辆遇险远程报警系统,用来帮助救援部门及时赶到事故地点展开救援,从而提高遇险人员的生存系数。 1 系统总体设计 本系统主要由STM32主控模块、GPS模块、信息采集模块和TC35i模块组成。GPS模块负责确定车辆所在位置的经纬度信息;信息采集模块主要负责采集车辆的加速度和振动信息;STM32主控模块接收信息来判断是否发生事故并由液晶显示子模块实时显示车辆经纬度位置信息;TC35i模块负责向接收端(救援部门)发送救援信息。其工作过程为信息采集模块采集信息传送到STM32主控模块确定车辆是否发生碰撞,若发生碰撞则由GPS模块来确定车辆经纬度,再由TC35i模块通过GSM网络向救援部门发送车辆所在位置的经纬度。 本系统利用了GPS和GSM。GPS是全球定位系统的简称,能够为用户提供准确的位置信息。GSM是全球移动通信系统的缩写,是我国规模最大、性能最稳定的通信网络,能够实现全国联网和漫游,为GSM的各种应用奠定了坚实的基础。 本系统框图如图1所示。 2 系统硬件设计 2.1 STM32主控模块 STM32主控模块主要由STM32F107子模块、时钟子模块、键盘子模块和液晶显示子模块组成。时钟子模块选用的是DS1302,采用串行数据传输方式。键盘子模块采用2×4键盘,用于调节时钟和功能设定(如一键求助功能)。液晶显示子模块采用TFTLCD,能够满足显示车辆经纬度位置和时间的要求。主控模块电路图如图2所示。 2.2 GPS模块 采用型号为ATK—NEO一6M的GPS模块来确定车辆实时经纬度信息。该模块同外部设备的通信接口采用UART方式,输出的GPS定位数据采用NMEA-0183协议,NMEA-0183是美国国家海洋电子协会为统一海洋导航规范而制定的标准,该格式标准已经成为国际通用的一种格式。 NEMA-0183协议采用ASC II码来传递GPS定位信息,称之为帧。帧格式形如$aaccc,ddd,ddd,…ddd*hh(CR)(LF),各符号意义为:$为帧命令起始位;aaccc为地址域,前两位为识别符(aa),后三位为语句名(ccc);ddd…ddd表示数据;“*”为校验和前缀;hh表示校验和。常用命令如表1所示。 每一帧最后都有一个“hh”的校验和,该校验和是通过计算“$”与“*”之间所有字符ASC II码的异或运算得到。例如语句$GPZDA, 通过编写单片机代码,解析NEMA-0183数据,从而得到GPS定位信息。 GPS模块电路图如图3所示。 2.3 信息采集模块 信息采集模块是由加速度传感器子模块和振动传感器子模块组成。加速度传感器子模块选用ADXL345传感器,该传感器是ADI公司于2008年推出的具有SPI和I2C数字输出功能的三轴加速度计,能够检测出设备是否处于运动状态,并能测出设备的某一轴向加速度。振动传感器子模块选用ND-1型传感器,放置在汽车前部和尾部,以便能够更好地检测出车辆异常振动信息,该传感器有5个引脚,1~5引脚分别接负极、灵敏度设定、输出、延时设定和电源正极。传感器电路如图4所示。 2.4 TC35i模块 TC35i模块负责本系统与外界的通信。该模块能够将系统要发送的信息及时、准确地发送到信息接收端。这里采用西门子公司生产的TC35i模块,其通过RS232串口线与STM32主控模块进行通信,主控模块通过AT指令来控制TC35i模块的短信发送和接收。主控模块接收到信息采集模块发来的信息并判断车辆是否发生翻滚或撞击。如果车辆发生翻滚或撞击,则TC35i模块将由GPS模块接收到的经纬度信息通过GSM网络发送到救援部门。短消息发送过程框图如图5所示。 3 系统软件设计 3.1 信息采集处理程序设计 系统启动后,初始化硬件设备,信息采集模块开始采集车辆信息(车辆加速度和振动信息),当系统判定车辆发生异常时,STM32主控模块通过RS232串口线给TC35i模块发送AT指令,使其发送短信。信息采集处理程序流程图如图6所示。 3.2 TC35i通信程序设计 当TC35i模块接收到AT指令后,则将经纬度信息通过GSM网络发送到信息接收端(救援部门),完成报警呼救功能。在没有接收到报警指令之前,使TC35i模块处于睡眠状态,以降低系统功耗。其程序流程图如图7所示。 4 系统调试 系统调试主要包括信息采集模块、GPS模块和TC35i模块的调试。 信息采集模块调试包括加速度传感器偏移校准和振动传感器的振动灵敏度设置。ADXL345传感器校准主要是采用多次检测求平均值方法。 振动传感器灵敏度设定是在引脚2接入一个可调电容实现的,通过调节电容实现传感器灵敏度的调节。 GPS模块经过调试可以正常定位,LCD显示经纬度信息如图8所示。 将信息发送端设定为15163756634,接收端设定为13695471237,经过调试,TC35i模块正常工作。如图9所示。 5 结语 基于STM32的车辆遇险远程报警系统实现了车辆遇险时智能报警、请求救援的功能。系统采用STM32F107芯片控制,应用高性能的传感器采集信息,最后由TC35i模块通过GSM网络发送信息至接收端。本系统具有功耗低、可靠性高、易于安装等优点,提升了人们乘车的安全系数,具有广泛的应用前景。

    时间:2015-01-01 关键词: 加速度传感器 远程通信 STM32 车辆遇险 振动传感器

  • 基于FPGA和DSP的微振动传感器信号采集系统设计

    摘要:为实现对双M—Z型光纤微振动传感器的振动信号进行实时检测和处理,提出一种基于FPGA和DSP的数据采集和实时处理系统。通过描述系统的硬件设计原理和寄存器配置,以及软件框架和流程,介绍了系统的设计和实现方法。经验证,该系统实现对微振动传感器的实时数据采集并实时进行信号处理,能满足微振动传感器系统对实时性的要求。该系统具有可重构性,方便实现不同算法。 关键词:光纤微振动传感;数据采集;FPGA;C6747     随着光纤技术的不断发展,光纤微振动传感器越来越多地应用于周界安防、石油和天然气管道和通信线路监测等系统中。光纤微振动传感器是利用光纤是传感介质的一种分布式光纤传感系统,其中光纤既是传感介质,又是光传输介质。它可以在传感光纤布设长度内,对一定准确度范围内的突发事件进行远程和实时的监测。国内科研单位先后开展了对于光纤微振动传感器的相关研究工作,取得了一定的成果,实现对振动进行定位并报警,但模/数存在误报警的问题。对振动信号进行模式识别是一种降低误报警率的方法。国内各研究单位对光纤传感器的振动模式识别也开展了一些研究,但都是基于PC端的离线处理,满足不了系统实时性和小型化的要求。本文设计的基于FPGA和DSP的光纤微振动传感器数据采集和实时处理系统满足系统对实时性和小型化的要求,能够实现在线对光纤微振动传感器进行数据采集和实时模式识别算法处理。 1 系统设计     本文设计的系统对基于双M—Z型干涉仪的光纤微振动传感器的信号进行采集和处理,系统功能框架图如图1所示,由光电转换模块、模/数转换模块、FPGA模块和DSP模块组成。光纤微振动传感器的输出信号经光电模块从光信号转换为电信号;然后通过模/数转换模块,把模拟信号转化成数字信号;FPGA模块控制模/数转换模块的时钟,把数字信号采集入FPGA内的FIFO缓冲器,FIFO的半满信号线和DSP模块相连,会触发DSP的EDMA事务,把数据从FIFO转移到DSP的存储器SDRAM;并且存储器中的数据长度达到系统设定值时触发DSP的模式识别算法处理函数。 2 硬件设计 2.1 光电转换和模/数转换     光电转换模块采用SPF1200SF-D08型号的PINFET探测模块。该PINFET工作波长为1 000~1 650 nm,采用正负5 V供电。PIN管的反偏高、输出阻抗与FET的高输入阻抗得到很好地匹配,减少了外部干扰和杂散电容,大大降低了热噪声,而且配合采用AD8065的前置放大电路可以很好地匹配A/D转换电路输入电平范围。     模/数转换模块采用ADI公司的AD923512 bADC,其体积小,功耗低,耐高过载。AD9235有3种不同最大采样频率的型号,别是20 MS/s,40 MS/s,60 MS/s。该系统采用的是20 MS/s,其采样时钟由FPGA的DCM输出,由专用的差分ADC驱动芯片AD8138将单端信号转换为差分信号作为AD9235的输入。采样时钟和FIFO的写时钟配合,把模/数转换的数据写进FPGA内的FIFO。 2.2 DSP模块     DSP模块采用T1公司生产的TMS320C6747型号,时钟频率为300 MHz,是浮点、低功耗应用处理器。其中主要功能是完成数据的EDMA转移和算法处理,硬件设计主要包括EMIF接口和EDMA3控制器。 2.2.1 EMIF接口     C6747通过它的2个EMIF接口:EMIFA和EMIFB,可连接外部存储器,或其他外设。C6747的EMIFA接口时钟频率可达100 MHz,既可接SDRAM也可接FLASH。本系统通过EMIFA接口外接1片16 MB的NOR FLASH S29GL128M,在CE2地址空间内实现代码的存储,配置寄存器CE2CFG=0x04842 32D;EMIFA接口同时还和FPGA内的FIFO相连,使FPGA内的FIFO空间映射到DSP的CE3地址空间,CS3控制FPGA端的FIFO,CE3CFG=0x0484 222D。     C6747的EMIFB接口的时钟频率可达133 MHz,只可接SDRAM。本系统通过EMIFB接口外接2片SDRAM芯片IS42S16160B组成64 MB的存储器,用于存放实时采集的数据和算法运算过程中的临时数据;配置寄存器之前需先置SDCFG.TIMUNLOCK为1,然后才可更改其他寄存器:SDREF=0x00 000410,SDTIM1=0x10912A10;SDTIM2=0x70090005,SDCFG=0x00010421。 2.2.2 EDMA3控制器     TMS320C6747内的EDMA3控制器是一个高效的数据传输引擎,可在没有CPU参与的前提下,完成DSP存储空间内的数据转移,保证CPU核心专注于信号处理算法的运算。     EDMA3传输有3种触发方式:事件触发、连锁触发和CPU触发。本系统设计选择事件触发,FPGA内FIFO的half_full输出信号和DSP的GP4[2]相连,满足条件会自动触发一个EDMA请求,执行对应于参数RAM的数据传输。     EDMA3数据传输的控制通过设置参数RAM来实现。本系统设计设置OPT=0x0010000C。其中TCINTEN位置1,当最后传输事务完成之后会触发DSP系统的EDMA中断;STATIC位置1,在EDMA事务传输请求完成之后参数RAM不会被更新或者链接到别的参数RAM;SYNCDIM位置1,EDMA传输类型是二维,每一个传输请求传输BCNT x ACNT字节。     为使EDMA事件传输及中断能够被触发并顺利执行,本系统设计进行下列配置:     (1)GPIO4[2]配置为边沿触发,且打开中断使能;     (2)对EDMA寄存器EESR相应位写1,使EER相应位置1,使EDMA3CC监测外部触发事件;     (3)配置EDMA的参数RAM并写进配置寄存器,定义EDMA数据传输的参数;     (4)配置EDMA寄存器DMAQNUM,映射GP4[2]中断对应的28号事件到队列0;     (5)配置EDMA寄存器DRAE[1],使能EDMA传输完成产生的中断;     (6)置EDMA寄存器IER相应位为1,使对应通道的传输完成能触发EDMA中断;     (7)DSP控制寄存器IER.NMIE置1,使能DSP所有非重启的中断;     (8)DSP控制寄存器CSR.GIE置1,打开DSP中断的总开关。 2.3 FPGA和DSP接口     系统设计采用FPGA和DSP双核心,FPGA在并行运算方面有很高的效率,可负责控制信号的采集和预处理,而DSP擅长信号处理,负责信号的算法,保证系统的高效运行。FPGA和DSP的接口设计是保证两者进行有效通信的关键。     本系统设计中DSP通过EMIFA和FPGA相连的物理接口如图2所示。接口的信号线可分3部分:DSP对FPGA的控制线,FPGA通知DSP的中断信号线和数据线。     (1)控制线:在FPGA内部和DSP相连的是一个输出FIFO,它的片选信号、时钟信号和写使能信号对应于TMS320C6747的信号EMA_CS3,EMA_ CLK,EMA_WE信号;而读使能信号由EMA_OE,EMA_CS3和EMA_CLK共同产生,因为EMIFA的每一个读时序包含多个EMA_CLK时钟周期,在EMA_OE有效电平期间,FIFO的读使能信号只能持续一个时钟周期,否则多个数据将被读出。     (2)中断信号线:FIFO的信号线half_full和C6747的其中一个通用管脚GP4[2]相连,通过配置GPIO的配置寄存器SET_RIS_TRIG45,CLR_ FAL_TRIG45和BINTEN,GPIO4[2]电平由低到高的变化将会产生中断。     (3)数据线:EMIFA的数据线是16位,12位的FIFO的输出数据线直接和EMIFA的EMA_D低12位相连,在FPGA中配置与EMA_D高4位相连的管脚一直为0。 3 软件设计     系统软件设计包括FPGA模块和DSP模块的软件流程控制,FPGA模块内部主要是FIFO设计,控制数据的采集以及配合DSP进行通信,而在DSP模块中主要包含EDMA数据传输控制和算法处理。 3.1 FPGA的FIFO     FPGA模块采用Xilinx公司的XC4VSX35型号,其内部设计有DCM模块和FIFO模块。DCM模块和外部的晶振相连,引入时钟信号,通过DCM输出时钟信号给AD9235作时钟信号以及FPGA内部FIFO的写时钟信号。FIFO模块设有相互独立的读写时钟,是异步读写方式,能够协调模/数转换模块和DSP模块之间的工作,把数据从模/数转换模块的输出转移到DSP模块。     FIFO模块采用XC4VSX35内部的Block RAM,通过IP核配置的方式,生成所需的FIFO缓冲存储器,FIFO的写入时钟由FPGA内部的DCM提供。在写入时钟的控制下AD9235的输出数据写入FIFO缓冲器,当FIFO内数据数量达到设定值时,FIFO的half_full信号线电平由低转高,以GPIO中断的方式触发DSP的EDMA事务进行数据转移。图3是ISE7.1中FIFO的仿真时序图。     为了避免系统重置之前half_full信号上升沿导致错误的触发DSP的EDMA事件,在rst置位之前half_full置1。模/数转换模块的AD9235输出位数是12位,FIFO的输入和输出均设为12位。 3.2 DSP的软件流程     DSP模块的软件流程设计采用TI的DSP集成开发环境CCS3.3。DSP中的软件配合FPGA上的FIFO一起控制信号的采集和数据的实时处理。软件实现的功能分3个部分:系统初始化,EDMA传输控制和中断服务程序,算法处理。软件流程图如图4所示。     C6747上电后,首先进行系统初始化,设置各配置寄存器使DSP各功能模块按设计要求运行,主要配置管脚复用、PLL、PSC和EMIF。FPGA同时启动并开始控制AD9235开始采集数据,传感器的信号经过模/数转换进入FPGA的FIFO缓冲器,当FIFO内的数据量达到设定长度时,half_ full信号线电平由低转高,输出中断信号。然后,因为此信号线和DSP的通用管脚GP4[2]相连,DSP内部的EDMA3控制器会检测到此GPIO中断事务,并产生一个传输请求,按照设定的参数把数据从FPGA内的输出FIFO转移到DSP模块的SDRAM存储器。在完成此EDMA传输请求之后触发一个EDMA中断,在中断服务程序中检测SDRAM内数据长度。最后,当SDRAM内存储的数据长度达到设定的长度时,触发信号处理函数进行信号处理,譬如对信号进行滤波、小波变换、功率谱分析等。 4 结语     本文基于FPGA和DSP,针对M—Z型光纤微振动传感器设计了一种结构简单、低功耗、实时性能好的信号采集和算法处理的实时系统。测试结果表明系统能采集传感器信号,准确传输到DSP。并进行算法处理;为光纤微振动传感器的数据采集和处理提供了一个良好的解决方案。该系统基于FPGA和DSP,能适应不同的算法,有利于系统的扩展和改进。

    时间:2013-01-18 关键词: DSP FPGA 信号采集 振动传感器

  • 振动传感器基础知识介绍

    振动传感器是一种目前广泛应用的报警检测传感器,它通过内部的压电陶瓷片加弹簧重锤结构感受机械运动振动的参量(如振动速度、频率、加速度等)并转换成可用输出信号,然后经过LM358等运放放大并输出控制信号。由于振动传感器也是一种机电转换装置,所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。振动传感器在测试技术中是关键部件之一,它具有成本低、灵敏度高、工作稳定可靠,振动检测可调节范围大的优点,被大量应用到汽、摩托车车防盗系统上,目前百分之八十的车辆报警器都用这类传感器。 振动传感器可用于机械中的振动和位移、转子与机壳的热膨胀量的长期监测;生产线的在线自动检测和自动控制;科学研究中的多种微小距离和微小运动的测量等。振动传感器广泛应用于能源、化工、医学、汽车、冶金,机器制造,军工,科研教学等诸多领域。 工程上,用来测量振动的方式很多,总结起来,原理大多都采用以下三种。 机械式测量方法:将工程振动的变化量转换成机械信号,再经机械系统放大后,进行测量、记录,常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪,这种方法测量频率较,精度差,但操作起来很方便。 光学式测量方法:将工程振动的变化量转换为光学信号,经光学系统放大后显示和记录。象激光测振仪就是采用这种方法。 电测方法:将工程振动的变化量转换成电信号,经线路放大后显示和记录。它是先将机械振动量转化成电量,然后对其进行测量,根据对应关系,知道振动量的大小,这是目前应用得最广泛的震动测量方法。 从上面三种测量方法可以看出,它们都是经过振动传感器、信号放大电路和显示记录三个环节来完成的。 振动传感器的分类比较多,它的工作原理主要有机械接收原理、机电变换原理两种。按照机械接收原理可分为相对式、惯性式;按照机电变换原理可分为电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式;根据振动传感器所测量的参数可以分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器等等。 在选择振动传感器的时候,需要看清楚其具体参数性能。好的振动传感器能够实时监测到任何震动波形,它能够以一定的频率采集不同方向的震动数据。而差的震动传感器一般是通过固定在一根弹簧上铁锤的晃动来感应震动信号,当震动到一定幅度时,铁锤碰到旁边的金属片,形成一次闭路电流,从而判断出发生一次震动,这种震动从原理上来看很容易错过很多破坏性的震动,并且容易产生误报,更谈不上采集震动数据了。这就是我们选择振动传感器的时候首先需要考虑的问题,如果选择了不恰当的产品,不是信号出现大幅度的失真,就是丢失很多测量数据,这就给控制系统造成一种假象,严重则会产生事故,所以在选择的时候,得分清使用的条件,在高精度测量的场合,绝对不能以次充好。  

    时间:2011-12-29 关键词: 基础知识 振动传感器

  • 振动传感器的重码电路

    时间:2010-12-23 关键词: 电路 速度/角度/位移 振动传感器

  • 最新基于MEMS的振动传感器(ADI)

    Analog Devices, Inc.(纽约证券交易所代码: ADI)最新推出一款宽带宽的MEMS振动传感器ADXL001,可以更好的监控工厂设备性能,缩短因不可预测的系统故障造成的高成本宕机时间。ADXL001工业振动与冲击传感器基于ADI公司的iMEMS Motion Signal Processing(运动信号处理)技术,使工业过程控制仪器设计人员采用简单的传感器解决方案就可实现高性价比、高性能且可靠的宽带振动监控。 在当今工厂环境中,振动分析逐渐成为重要的预防性维护工具。然而,对于许多工业运行而言,振动分析成本很高,或者仅能定期进行。现在,新款ADXL001允许在不中断设备正常运行的情况下进行连续的振动监控。凭借着在汽车应用的高可靠性与恶劣环境条件方面积累的专业技术,ADI公司开发的单芯片、精密振动传感器能够适应工业应用的苛刻环境,而成本仅为同类传感器的1/3 。许多其它振动传感器的工作带宽在5 kHz以下,这个频率范围只有在设备出现故障后才释放出来。ADXL001对马达-轴承振动与不规则的早期检测最高可以达到22 kHz带宽,使系统操作人员可以尽早识别故障设备,避免重大损失。新款iMEMS振动传感器采用5 mm × 5 mm 陶瓷封装,可以很容易的设计到马达控制电路中或安装在现有工厂设备的测量点上。 关于ADXL001工业振动与冲击传感器的更多信息 ADXL001振动与冲击传感器的3个满量程动态范围是±70 g、± 250 g和 ± 500 g,其灵敏度适于各种应用。所有3个加速度范围都具有宽带宽 (谐振频率22kHz) ,且频率响应可降低到直流。此外,该传感器具有0.2%满量程范围的出色非线性度。ADXL001还提供优异的抗电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)影响特性,扩展工作温度范围为–40°C ~ +125°C,适合苛刻的工业环境。ADXL001采用3.3 V或5 V电源供电。 ADXL001无需校准,非常适合与ADI公司的精密数据转换器协同工作。ADXL001还可以与ADI公司的SigmaDSP处理器以及SigmaStudio图形用户界面一起使用,为设计人员提供易用的编程环境。通过SigmaDSP处理ADXL001的输出,系统设计人员可以利用SigmaStudio软件完成各种不同的处理技术,包括滤波以及放大。 供货和报价 ADXL001可于2008年5月提供样片,8月开始批量生产。ADXL001千片订量报价为35美元/片,采用8引脚LCC陶瓷封装。

    时间:2008-06-11 关键词: adi mems 振动传感器

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