兩個(gè)點(diǎn)來介紹VSE002型德國(guó)IFM振動(dòng)傳感器的接收原理:
德國(guó)IFM振動(dòng)傳感器在測(cè)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。
德國(guó)IFM振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測(cè)的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y(cè)的機(jī)械量做為德國(guó)IFM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(duì)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)的簡(jiǎn)單的形式,因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測(cè)量振動(dòng),從而制造出了機(jī)械式測(cè)振儀(如蓋格爾測(cè)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(duì)式測(cè)振儀的工作接收原理是在測(cè)量時(shí),把儀器固定在不動(dòng)的支架上,使觸桿與被測(cè)物體的振動(dòng)方向一致,并借彈簧的彈性力與被測(cè)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(duì)式機(jī)械接收部分所測(cè)得的結(jié)果是被測(cè)物體相對(duì)于參考體的相對(duì)振動(dòng),只有當(dāng)參考體絕對(duì)不動(dòng)時(shí),才能測(cè)得被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)。這樣,就發(fā)生一個(gè)問題,當(dāng)需要測(cè)的是絕對(duì)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(cè)試內(nèi)燃機(jī)車的振動(dòng),在地震時(shí)測(cè)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)。在這種情況下,我們必須用另一種測(cè)量方式的測(cè)振儀進(jìn)行測(cè)量,即利用慣性式測(cè)振儀。
2、慣性式機(jī)械接收原理
慣性式機(jī)械測(cè)振儀測(cè)振時(shí),是將測(cè)振儀直接固定在被測(cè)振動(dòng)物體的測(cè)點(diǎn)上,當(dāng)傳感器外殼隨被測(cè)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(duì)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(duì)振動(dòng)位移幅值,然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對(duì)振動(dòng)位移的關(guān)系式,即可求出被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)位移波形。
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄。電測(cè)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(shì)、電荷、及其它電量),然后再對(duì)電量進(jìn)行測(cè)量,從而得到所要測(cè)量的機(jī)械量。這是目前應(yīng)用得廣泛的測(cè)量方法。
上述三種測(cè)量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同,但是,組成的測(cè)量系統(tǒng)基本相同,它們都包含拾振、測(cè)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(cè)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(hào),完成這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器。
2、測(cè)量線路。測(cè)量線路的種類甚多,它們都是針對(duì)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(cè)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(hào)分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)。從測(cè)量線路輸出的電壓信號(hào),可按測(cè)量的要求輸入給信號(hào)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(hào)分析儀進(jìn)行各種分析處理,從而得到最終結(jié)果。
實(shí)物如下圖所示: