振動(dòng)傳感器的區(qū)別 第1張" title="振動(dòng)儀表 傳感器傳感器：振動(dòng)變送器與振動(dòng)傳感器的區(qū)別 第1張-傳感器知識(shí)網(wǎng)"/>
振動(dòng)儀表 傳感器傳感器：振動(dòng)變送器與振動(dòng)傳感器的區(qū)別
在生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測(cè)和控制中，隨著計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)（DCS）的普及和工藝自動(dòng)化程度的提高，振動(dòng)變送器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。智能振動(dòng)變送器在動(dòng)力機(jī)械運(yùn)行狀況的在線檢測(cè)、振動(dòng)對(duì)象的振動(dòng)特性研究或振動(dòng)模式判定等方面都有著非常廣泛的應(yīng)用前景。
GB/T7665—2005傳感器通用術(shù)語(yǔ)中對(duì)傳感器、變送器、振動(dòng)傳感器都做了相應(yīng)的定義。其中傳感器是能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換單元組成。當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。振動(dòng)傳感器是能感受機(jī)械運(yùn)動(dòng)振動(dòng)參量（機(jī)械振動(dòng)速度、頻率、加速度等）并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。因此，振動(dòng)變送器是一種將機(jī)械運(yùn)動(dòng)振動(dòng)參量（機(jī)械振動(dòng)速度、頻率、加速度等）轉(zhuǎn)換成規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的器件或裝置。
振動(dòng)變送器通常由兩部分組成：振動(dòng)傳感器和信號(hào)調(diào)理單元。振動(dòng)傳感器主要是由振動(dòng)敏感單元組成；信號(hào)調(diào)理單元主要由測(cè)量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成，有些振動(dòng)變送器具備顯示單元。振動(dòng)變送器原理框圖如圖1所示。
振動(dòng)儀表 傳感器傳感器：振動(dòng)速度傳感器
振動(dòng)速度傳感器是利用磁電感應(yīng)原理把振動(dòng)信號(hào)變換成電信號(hào)它主要由磁路系統(tǒng)、慣性質(zhì)量、彈簧尼等部分組成。在傳感器殼體中剛性地固定有磁鐵，慣性質(zhì)量（線圈組件），用彈簧元件懸掛于殼上。工作時(shí)，將傳感器安裝在機(jī)器上，在機(jī)器振動(dòng)時(shí)，在傳感器工作頻率范圍內(nèi)，線圈與磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)、切割磁力線，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓值正比于振動(dòng)速度值。與二次儀表相配接（如 系列，系列儀表以及本公司出品的 系列儀表），即可顯示振動(dòng)速度或位移量的大小。也可以輸送到其它二次儀表或交流電壓表進(jìn)行測(cè)量。
振動(dòng)儀表 傳感器傳感器：振動(dòng)速度傳感器的工作原理和使用方法
一，振動(dòng)速度傳感器介紹：
振動(dòng)速度傳感器也稱為振動(dòng)傳感器或速度傳感器。一般由內(nèi)部*磁鐵，支撐彈簧，線圈，外殼和信號(hào)電纜構(gòu)成。一般來(lái)說(shuō)，速度傳感器是直接和被測(cè)物體剛性連接在一起的；當(dāng)被測(cè)量物體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，速度傳感器和被測(cè)物體一起運(yùn)動(dòng)，但是由于速度傳感器內(nèi)的支撐彈簧的存在，使得*磁鐵和線圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如此一來(lái)線圈切割磁力線，速度傳感器就成了一個(gè)小型的發(fā)電機(jī)。被測(cè)物體的振動(dòng)速度越快，傳感器輸出的電壓越高，即振動(dòng)速度與輸出電壓成正比。需要根據(jù)測(cè)量對(duì)象的性質(zhì)選擇合適的振動(dòng)傳感器，由于在有直流分量和干擾的情況下積分出現(xiàn)誤差，一般不要進(jìn)行積分處理。
二，振動(dòng)速度傳感器技術(shù)參數(shù)：
1 靈 敏 度: 20-50mv/mm/s±5
2 頻率響應(yīng)： 5 ～ 1000 Hz (可選）
10 ～ 300 Hz
3 相對(duì)濕度： ≤90%
4 自振頻率：10Hz
5 可測(cè)振幅：≤2mm(P — P)
6 zui大加速度：10g
7 測(cè)量方向：垂直 水平
8 使用環(huán)境：溫 度 -20℃～100℃ (-40℃～150℃特殊定做）
9 外形尺寸：φ35×75mm
10 重 量: 約300g
三，振動(dòng)速度傳感器工作原理
振動(dòng)速度傳感器是利用磁電感應(yīng)原理把振動(dòng)信號(hào)變換成電信號(hào)它主要由磁路系統(tǒng)、慣性質(zhì)量、彈簧尼等部分組成。在傳感器殼體中剛性地固定有磁鐵，慣性質(zhì)量（線圈組件），用彈簧元件懸掛于殼上。工作時(shí)，將傳感器安裝在機(jī)器上，在機(jī)器振動(dòng)時(shí)，在傳感器工作頻率范圍內(nèi)，線圈與磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)、切割磁力線，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓值正比于振動(dòng)速度值。與二次儀表相配接（如鄭航系列儀表以及鄭州航科公司的ZH-204T儀表），即可顯示振動(dòng)速度或位移量的大小。也可以輸送到其它二次儀表或交流電壓表進(jìn)行測(cè)量。
四，振動(dòng)速度傳感器安裝方式
振動(dòng)速度傳感器通常是用來(lái)測(cè)量軸承的振動(dòng)，在少數(shù)情況下也會(huì)用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng)。在測(cè)量振動(dòng)速度的時(shí)候，如果傳感器安裝方式不正確或者安裝不牢固，都會(huì)造成測(cè)量結(jié)果失真或者由于振動(dòng)引起傳感器損壞。因此，我們要慎重選擇振動(dòng)速度傳感器的安裝方式。
當(dāng)傳感器用于測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng)時(shí)， 用螺栓直接將速度傳感器固定在軸承被測(cè)點(diǎn)上，不僅可以可靠地測(cè)量軸承座頂部三個(gè)方向的振動(dòng)，而且還可以測(cè)量垂直平面上兩個(gè)方向的振動(dòng)。這種安裝方法是zui牢固的一種，這樣才能保證測(cè)量的順利進(jìn)行，減少測(cè)量和試驗(yàn)誤差。
振動(dòng)儀表 傳感器傳感器：用于振動(dòng)儀表的儀表傳感器的檢驗(yàn)的制作方法_3
差異222可以用于計(jì)算密度時(shí)間周期偏移224。密度差異 222表示經(jīng)補(bǔ)償?shù)膮⒖济芏?23與所測(cè)量的密度219之間的差異。然而，這不意圖是限制性 的。在其他實(shí)施例中，密度差異222可以表示參考密度與被補(bǔ)償?shù)絽⒖己０巍簭?qiáng)和溫度的 所測(cè)量的密度之間的差異。
[0049] 密度靈敏度221是如受儀表中的材料影響的儀表精度的度量，并且對(duì)于叉型 (fork-type)密度儀表，其被定義如下： 密度靈敏度=(+ 2X心X(溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期） 對(duì)于氣體密度儀表，密度靈敏度221被定義如下： 密度靈敏度=心.X(溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期） 在以上兩個(gè)密度靈敏度等式中，尤和疋表示在儀表校準(zhǔn)過程期間可以確定的校準(zhǔn)常 量。例如，尤和4可以通過校準(zhǔn)過程使用具有已知達(dá)到高精度的密度的兩種不同流體來(lái)確 定。
[0050] 密度時(shí)間周期偏移224是可以歸因于在參考條件下該流體的密度與健康點(diǎn)檢查 之間的流體密度的差異的偏務(wù)。密庶時(shí)間固期偏務(wù)224可以剎用以下等式來(lái)確定：
在實(shí)施例中，密度時(shí)間周期偏移224可以用于進(jìn)一步補(bǔ)償經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期 210。在其它實(shí)施例中，密度時(shí)間周期偏移224可以用于補(bǔ)償平均傳感器時(shí)間周期209,或者 多個(gè)傳感器時(shí)間周期207中的任何。
[0051] 存儲(chǔ)系統(tǒng)204還可以存儲(chǔ)參考傳感器時(shí)間周期211和傳感器時(shí)間誤差限制212。 在實(shí)施例中，參考傳感器時(shí)間周期211可以在傳感器組件運(yùn)送給顧客之前在參考條件之下 在工廠進(jìn)行測(cè)量。在其它實(shí)施例中，參考傳感器時(shí)間周期211可以表示在將儀表安裝或配 置在客戶地點(diǎn)時(shí)確定的參考值。參考傳感器時(shí)間周期211可以特定于參考?jí)簭?qiáng)、溫度、海拔 和/或流體密度。在實(shí)施例中，參考傳感器時(shí)間周期211可以在海平面處利用填充有環(huán)境 氣體的傳感器的振動(dòng)元件確定。在其它實(shí)施例中，參考傳感器時(shí)間周期211可以在真空下 利用傳感器的振動(dòng)元件確定。在另外的實(shí)施例中，參考傳感器時(shí)間周期211可以在溫度和 壓強(qiáng)的任何組合下被確定，并且可以包括任何參考流體。例如，水可以用作參考流體。
[0052] 傳感器時(shí)間誤差限制212表示可允許提供針對(duì)儀表傳感器的有效性確定的經(jīng)補(bǔ) 償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210與參考傳感器時(shí)間周期211之間的最大可準(zhǔn)許差異。
[0053] 存儲(chǔ)系統(tǒng)204還可以包括傳感器有效指示符225。傳感器有效指示符225可以在 確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210與參考傳感器時(shí)間周期211之間的差異是否小于傳感器 時(shí)間誤差限制212時(shí)被設(shè)置。傳感器有效指示符225可以指示傳感器組件10是否可以提 供質(zhì)量流量、密度、粘度的精確測(cè)量值或任何其他測(cè)量值。在實(shí)施例中，儀表電子器件20可 以通過切換振動(dòng)元件儀表5上的燈或顯示來(lái)指示傳感器有效指示符225的狀態(tài)。在其它實(shí) 施例中，儀表電子器件20可以通過向另一計(jì)算設(shè)備發(fā)送電子報(bào)告來(lái)指示傳感器組件10有 效。
[0054] 在利用現(xiàn)有健康檢查方法確定傳感器組件的有效性時(shí)，傳感器穩(wěn)定性可能呈現(xiàn)對(duì) 接收精確結(jié)果的進(jìn)一步限制。未處于穩(wěn)定或穩(wěn)固狀態(tài)的儀表可能提供在值的寬范圍上徘徊 的傳感器時(shí)間周期測(cè)量值，從而提供錯(cuò)誤結(jié)果。存儲(chǔ)系統(tǒng)204還包括標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213、標(biāo) 準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期214、標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期限制215、標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度限制216和 條件穩(wěn)定指示符217以解決該可能的限制。標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213表示多個(gè)溫度206的標(biāo)準(zhǔn)偏 差。標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期214表不多個(gè)傳感器時(shí)間周期207的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0055] 標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度限制216可以表示穩(wěn)定傳感器可以指示的最大標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213。 標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213在傳感器組件10的溫度迅速改變時(shí)可能升高。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213大 于標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度限制216時(shí)，振動(dòng)儀表可能不能夠提供可靠的測(cè)量值，并且健康檢查可能 不產(chǎn)生精確結(jié)果。
[0056] 標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期214可能由于許多原因（包括當(dāng)環(huán)境或測(cè)試條件迅速改 變時(shí)）而升高。標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期限制215可以表示穩(wěn)定傳感器可以指示的最大傳 感器時(shí)間周期標(biāo)準(zhǔn)偏差。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期214大于標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期限 制215時(shí)，那么振動(dòng)儀表可能不能夠提供可靠的測(cè)量值，并且健康檢查可能不產(chǎn)生精確結(jié) 果。
[0057] 條件穩(wěn)定指示符217可以被設(shè)置成指示傳感器是否被確定為是穩(wěn)定的。在實(shí)施例 中，可以在燈或另一顯示器上為用戶指示條件穩(wěn)定指示符217。在其它實(shí)施例中，條件穩(wěn)定 指示符217可以經(jīng)由電子報(bào)告被發(fā)送到另一計(jì)算設(shè)備。
[0058] 在實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)204包括由處理系統(tǒng)203執(zhí)行的例程。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)204 存儲(chǔ)傳感器檢驗(yàn)例程205。儀表電子器件20可以發(fā)起和操作傳感器檢驗(yàn)例程205以便驗(yàn)證 傳感器組件10。在實(shí)施例中，傳感器檢驗(yàn)例程205可以執(zhí)行健康檢查以確定傳感器組件的 有效性，并且使用以上所討論的方法經(jīng)由傳感器有效指示符225指示結(jié)果。在其它實(shí)施例 中，傳感器檢驗(yàn)例程205可以確定傳感器組件10是否提供穩(wěn)定的測(cè)量值并且經(jīng)由條件穩(wěn)定 指示符217指示結(jié)果，如以上所描述的那樣。
[0059] 圖3-5分別描繪了傳感器檢驗(yàn)方法300、400和500。傳感器檢驗(yàn)方法300、400和 500表示傳感器檢驗(yàn)例程205的示例實(shí)施例。處理系統(tǒng)203可以被配置成執(zhí)行必要的信號(hào) 和數(shù)據(jù)處理以執(zhí)行傳感器檢驗(yàn)例程205,傳感器檢驗(yàn)例程205可以包括執(zhí)行傳感器檢驗(yàn)方 法300、400和500的任何組合。
[0060] 圖3的傳感器檢驗(yàn)方法300以步驟302開始。在步驟302中，使用至少一個(gè)溫度傳 感器測(cè)量多個(gè)溫度并且使用傳感器組件10測(cè)量多個(gè)傳感器時(shí)間周期。例如，多個(gè)溫度206 可以使用溫度傳感器112來(lái)測(cè)量。在實(shí)施例中，多個(gè)溫度206可以使用耦合到傳感器組件 10的任何部分的多于一個(gè)溫度傳感器來(lái)測(cè)量。多個(gè)傳感器時(shí)間周期207可以通過使驅(qū)動(dòng)器 16振動(dòng)并且接收利用儀表電子器件20處的拾取/檢測(cè)傳感器17的振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定。
[0061] 在實(shí)施例中，步驟302還可以包括清洗傳感器組件10。例如，可以利用溶劑或本領(lǐng) 域技術(shù)人員通常已知的任何其它方法清洗外殼11、振動(dòng)構(gòu)件12、入口端13、流體孔15、驅(qū)動(dòng) 器16、拾取/檢測(cè)傳感器17或柱體15的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。
[0062] 在實(shí)施例中，步驟302還可以包括利用環(huán)境空氣填充傳感器組件10。
[0063] 在實(shí)施例中，步驟302還可以包括將傳感器組件10放置于真空下。
[0064] 在實(shí)施例中，步驟302還可以包括利用具有精確已知密度的流體填充傳感器組件 10。例如傳感器組件可以填充有水。
[0065] 方法300以步驟304繼續(xù)。在步驟304中，根據(jù)多個(gè)溫度確定平均溫度。例如，平 均溫度208可以通過平均多個(gè)溫度206來(lái)確定，如以上所描述的那樣。
[0066] 方法300以步驟306繼續(xù)。在步驟306中，根據(jù)多個(gè)傳感器時(shí)間周期確定平均傳 感器時(shí)間周期。例如，平均傳感器時(shí)間周期209可以通過平均多個(gè)傳感器時(shí)間周期207來(lái) 確定，如以上所描述的那樣。
[0067] 方法300以步驟308繼續(xù)。在步驟308中，使用平均溫度補(bǔ)償平均傳感器時(shí)間周 期以生成經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期。例如，可以使用平均溫度208補(bǔ)償平均傳感器時(shí)間周 期209以生成經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210,如以上所描述的那樣。
[0068] 方法300以步驟310繼續(xù)。在步驟310中，將經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期與參考傳 感器時(shí)間周期比較。例如，經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210可以與參考傳感器時(shí)間周期211 比較，如以上所描述的那樣。
[0069] 方法300以步驟312繼續(xù)。在步驟312中，指示經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期是否在 參考傳感器時(shí)間周期的傳感器時(shí)間周期誤差限制內(nèi)。例如，可以指示經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間 周期210是否在參考傳感器時(shí)間周期211的傳感器時(shí)間誤差限制212內(nèi)，如以上所描述的 那樣。
[0070] 在實(shí)施例中，傳感器驗(yàn)證方法400可以附加于方法300執(zhí)行。圖4的方法400以 步驟402開始。在步驟402中，接收海拔。海拔是傳感器在海平面以上的位置的高度。例 如，可以接收海拔218,如以上所描述的那樣。
[0071] 方法400以步驟404繼續(xù)。在步驟404中，使用海拔來(lái)補(bǔ)償經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間 周期。例如，經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210可以使用海拔218補(bǔ)償，如以上所描述的那樣。
[0072] 在實(shí)施例中，步驟404還可以包括使用傳感器組件測(cè)量流體密度，以及使用海拔 針對(duì)參考密度與所測(cè)量的密度之間的密度差異補(bǔ)償經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期。例如，所測(cè) 量的密度219可以是使用傳感器組件10測(cè)量的。海拔218可以用于補(bǔ)償多個(gè)傳感器時(shí)間 周期207中的任何一個(gè)、平均傳感器時(shí)間周期209或經(jīng)補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鲿r(shí)間周期210,如以上 所描述的那樣。
[0073] 在實(shí)施例中，傳感器驗(yàn)證方法500可以附加于方法300和/或400執(zhí)行。如圖5 所描繪的，方法500以步驟502開始。在步驟502中，使用多個(gè)溫度和多個(gè)傳感器時(shí)間周期 之一計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。例如，標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213可以使用多個(gè)溫度206來(lái)計(jì)算，或者標(biāo)準(zhǔn)偏差 傳感器時(shí)間周期214可以使用多個(gè)傳感器時(shí)間周期207計(jì)算，如以上所描述的那樣。
[0074] 方法500以步驟504繼續(xù)。在步驟504中，確定標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于限制。例如，可 以確定標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度213是否大于標(biāo)準(zhǔn)偏差溫度限制216,或者可以確定標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器 時(shí)間周期214是否大于標(biāo)準(zhǔn)偏差傳感器時(shí)間周期限制215,如以上所描述的那樣。在實(shí)
