¿Cuál es el principio del sensor de vibración? ¿Cuánta aceleración puede soportar?
El valor G que puede soportar el sensor de vibración varía dependiendo del material/tecnología de fabricación. En general, 10.000G no es un problema.
El sensor de vibración puede tener las siguientes funciones según. a su función Varios métodos de clasificación: Según el principio de recepción mecánica: tipo relativo, tipo inercial; Según el principio de conversión electromecánica: tipo eléctrico, tipo piezoeléctrico, tipo de corriente parásita, tipo inductivo, tipo capacitivo, tipo resistivo, tipo fotoeléctrico; a la maquinaria medida Cantidad: sensor de desplazamiento, sensor de velocidad, sensor de aceleración, sensor de fuerza, sensor de tensión, sensor de vibración torsional, sensor de torsión.
1. Sensor eléctrico relativo El sensor eléctrico se basa en el principio de inducción electromagnética, es decir, cuando un conductor en movimiento corta líneas de fuerza magnéticas en un campo magnético fijo, se induce una fuerza electromotriz en ambos extremos. del conductor. Por lo tanto, este principio se utiliza para producir El sensor se llama sensor eléctrico. El sensor eléctrico relativo es un sensor de desplazamiento basado en el principio de recepción mecánica. Dado que la ley eléctrica de inducción electromagnética se aplica en el principio de conversión electromecánica, la fuerza electromotriz generada es proporcional a la velocidad de vibración medida, por lo que en realidad es un sensor de velocidad.
2. Sensor de corrientes de Foucault El sensor de corrientes de Foucault es un sensor relativo sin contacto que mide el desplazamiento de la vibración o la amplitud del objeto cambiando la distancia entre el extremo del sensor y el objeto que se está midiendo. de. Los sensores de corrientes parásitas tienen las ventajas de un amplio rango de frecuencia (0 ~ 10 kHz), un amplio rango de trabajo lineal, alta sensibilidad y medición sin contacto. Se utilizan principalmente para medición de desplazamiento estático, medición de desplazamiento de vibración y medición de vibración de ejes giratorios. maquinaria rotativa.
3. Sensor inductivo Basado en el principio de recepción mecánica relativa del sensor, el sensor inductivo puede convertir cambios en los parámetros de vibración mecánica medidos en cambios en señales de parámetros eléctricos. Por lo tanto, existen dos formas de sensores inductivos, uno es de espacio variable y el otro es de área de permeabilidad magnética variable.
4. Sensores capacitivos Los sensores capacitivos generalmente se dividen en dos tipos. Es decir, tipo de brecha variable y tipo de área común variable. El tipo de espacio variable puede medir el desplazamiento de la vibración lineal. El tipo de área variable puede medir el desplazamiento angular de la vibración torsional.
5. Sensor eléctrico inercial El sensor eléctrico inercial consta de una parte fija, una parte móvil y una parte de resorte de soporte. Para que el sensor funcione en el estado de sensor de desplazamiento, la masa de su parte móvil debe ser lo suficientemente grande y la rigidez del resorte de soporte debe ser lo suficientemente pequeña, es decir, el sensor debe tener una frecuencia natural lo suficientemente baja. Según la ley de la inducción electromagnética, la fuerza electromotriz inducida es: u=Blxamp;r donde B es la densidad de flujo magnético, l es la longitud efectiva de la bobina en el campo magnético, rxamp;r es la velocidad relativa de la bobina en el campo magnético. el campo magnético. En términos de estructura del sensor, el sensor eléctrico inercial es un sensor de desplazamiento. Sin embargo, dado que la señal eléctrica que emite se genera por inducción electromagnética, de acuerdo con la ley eléctrica de la inducción electromagnética, cuando la bobina hace un movimiento relativo en el campo magnético, la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la velocidad a la que la bobina corta el campo magnético. líneas de fuerza. Por lo tanto, en lo que respecta a la señal de salida del sensor, la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la velocidad de vibración medida, por lo que en realidad es un sensor de velocidad.
6. Sensor de aceleración piezoeléctrico La parte receptora mecánica del sensor de aceleración piezoeléctrico se basa en el principio de recepción mecánica de aceleración inercial, y la parte electromecánica utiliza el efecto piezoeléctrico positivo del cristal piezoeléctrico. El principio es que ciertos cristales (como cerámicas polarizadas artificialmente, cristales de cuarzo piezoeléctricos, etc., diferentes materiales piezoeléctricos tienen diferentes coeficientes piezoeléctricos, que generalmente se pueden encontrar en la tabla de rendimiento de materiales piezoeléctricos) ejercen una fuerza externa en una determinada dirección. Si se actúa sobre él o se deforma, se generarán cargas en su superficie de cristal o superficie de polarización. Esta transformación de energía mecánica (fuerza, deformación) a energía eléctrica (carga, campo eléctrico) se denomina efecto piezoeléctrico positivo. La conversión de energía eléctrica (campo eléctrico, voltaje) a energía mecánica (deformación, fuerza) se denomina efecto piezoeléctrico inverso. Por lo tanto, el efecto piezoeléctrico del cristal se puede utilizar para fabricar una celda de carga en la medición de vibraciones, dado que la fuerza ejercida sobre el cristal piezoeléctrico es la fuerza de inercia involucrada en el bloque de masa inercial, el número de cargas generadas es proporcional a la aceleración. , entonces la presión El sensor eléctrico es un sensor de aceleración.
7. Sensor de fuerza piezoeléctrico En los ensayos de vibración, además de medir la vibración, muchas veces es necesario medir la fuerza de excitación dinámica ejercida sobre la muestra. Los sensores de fuerza piezoeléctricos tienen las ventajas de un amplio rango de frecuencia, un gran rango dinámico, un tamaño pequeño y un peso ligero, por lo que se utilizan ampliamente. El principio de funcionamiento del sensor de fuerza piezoeléctrico es utilizar el efecto piezoeléctrico del cristal piezoeléctrico, es decir, la señal de carga de salida del sensor de fuerza piezoeléctrico es proporcional a la fuerza externa.
8. Cabezal de impedancia El cabezal de impedancia es un sensor completo. Integra un sensor de fuerza piezoeléctrico y un sensor de aceleración piezoeléctrico, y su función es medir la fuerza de excitación en el punto de transmisión de fuerza mientras mide la respuesta de movimiento del punto. Por lo tanto, el cabezal de impedancia consta de dos partes, una parte es el sensor de fuerza y la otra parte es el sensor de aceleración. Su ventaja es que asegura que la respuesta del punto de medición sea la respuesta del punto de excitación. Cuando esté en uso, conecte el cabezal pequeño (extremo que mide la fuerza) a la estructura y el cabezal grande (que mide la aceleración) a la varilla de aplicación de fuerza del excitador. Mida la señal de fuerza de excitación desde el "terminal de salida de señal de fuerza" y mida la señal de respuesta de aceleración desde el "terminal de salida de señal de aceleración". Tenga en cuenta que los cabezales de impedancia generalmente solo pueden soportar cargas ligeras y, por lo tanto, solo pueden usarse para medir estructuras livianas, componentes mecánicos y muestras de materiales. Ya sea un sensor de fuerza o un cabezal de impedancia, su componente de conversión de señal es un cristal piezoeléctrico, por lo que su circuito de medición debe ser un amplificador de voltaje o un amplificador de carga.
9. Sensor extensímetro de resistencia El sensor extensímetro de resistencia convierte la vibración mecánica medida en el cambio en la resistencia del componente sensor. Los componentes de detección que realizan esta conversión electromecánica vienen en muchas formas, la más común de las cuales son los sensores de galgas extensométricas de resistencia. El principio de funcionamiento del medidor de tensión de resistencia es: cuando el medidor de tensión se pega en una determinada muestra, la muestra se deforma por la fuerza y la longitud original del medidor de tensión cambia, por lo que el valor de resistencia del medidor de tensión cambia. demostró que dentro del rango de variación elástica de la muestra, la deformación El cambio relativo en la resistencia de la lámina es proporcional al cambio relativo en su longitud.