振动传感器案例原理与测试说明
实验五 速度传感器振动测量实验
实验五速度传感器振动测量实验一、实验目的通过本实验了解并掌握机械振动信号测量的基本方法二、实验原理CD-21振动速度传感器的基本原理是基于一个惯性质量（线圈组件）和壳体，壳体中固定有磁铁，惯性质量用弹性元件悬挂在壳体上工作时，将传感器壳体固定在振动体上，这样，当振动体振动时，在传感器工资频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比与振动速度值，这就是振动速度传感器的工作原理。
三、实验仪器和设备1.计算机 n台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台 1套3. 速度传感器（CD-21） 1套4. 蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2） 1台6. 开关电源（LDY-A） 1套7. 5芯-BNC转接线 1条8. 转子实验台（LZS-A） 1 套四、实验步骤和内容1、将加速度传感器通过配套的磁座吸附在振动实验台底座上，然后将其输出端和变送器的输入端相连，变送器的输出端通过一根带五芯航空插头的电缆和数据采集仪通道连接。
2、启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标。
3、点击该实验脚本文件"服务器端"的链接，将参考的实验脚本文件读入DRVI软件平台中并运行。
服务器端实验效果示意图如图5.1所示。
图5.1 速度传感器振动测量实验（服务器端）效果图4.在振动实验台的电机转子上添加试重，启动电机，调整到一个稳定的转速，点击面板中的"开关"按钮，观察和分析所得到振动信号的波形和频谱，点击"多路接线开关"，观察滤波前后振动信号波形和频谱的变化情况并记录实验结果。
5. 关闭电机，在电机转子上改变试重和位置，再次启动电机进行测量，观察和分析所得到振动信号的波形和频谱。
6. 关闭电机，改变速度传感器的测量位置，再次启动电机进行测量，观察和分析随着测量位置的改变，振动信号的波形和频谱的变化情况。
振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验
振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验一、 实验目的1. 了解各类型振动传感器的工作原理、掌握压阻式加速度传感器的动态校准过程。
2. 掌握正弦、随机振动控制的基本过程，能够根据实际情况合理设计校准过程中的参考谱。
3. 掌握振动传感器的动态校准方法并能计算出振动传感器的各项动态特性指标。
4. 了解振动测试系统的组成，掌握振动测试系统的建模方法5. 对于测试后未达到设计指标的系统，应当能够设计出动态补偿滤波器以补偿系统的动态特性。
二、实验系统组成振动测试系统由两部分组成，一部分是振动控制系统，另外一部分就是远程数据采集、处理系统。
实验系统中，振动控制系统的振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
标准传感器和被校传感器感受相同的振动，经过相应的变送器或放大器输出的电压信号送入数据采集系统，实验工作站（包括实验者开发的数据处理软件）通过网络中的服务器获得所采集的数字信号，进行后续的动态校准、建模与性能分析工作，如图1所示。
● ● ● ● ●●实验工作站（数据处理软件）图1 振动测试系统动态校准、建模与性能分析三、实验系统工作原理1、振动控制系统工作原理振动控制系统中的振动台产生动态校准、动态测试所需的标准振动信号。
振动控制系统由振动控制仪、功率放大器、振动台和反馈传感器构成，目的是使振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
振动控制仪安装在工控机中，振动控制信号从工控机发出，经过功率放大器对控制信号进行放大，驱动振动台振动。
而振动台的振动情况由安装在台面中心的反馈传感器获取，经过电荷放大器传送至工控机中的振动控制仪，从而形成闭环控制使振动台能够按照设定参考谱进行振动。
在振动台的夹具台面上采用背靠背方式安装标准传感器与被校传感器，这样保证了它们感受的是相同的振动信号，通过采集两个传感器的输出并将其送入实验工作站，参与实验的人员就可以在远程计算机上进行振动传感器的校准、建模及性能分析了。
2 数据采集系统工作原理数据采集系统配有NI公司的数字化仪（PXI－5122），可以实现双通道信号的同步采样。
振动传感器的工作原理
振动传感器的工作原理
具体而言，振动传感器可以通过以下两种方式来工作：压电式和电感式。
压电式振动传感器是最常见的一种。
它的感应元件为压电晶体，如石英、钛锆酸铅等。
这些晶体具有压电效应，即在受到力或压力作用时，产
生电荷堆积。
对于振动传感器而言，当物体振动时，质量块和弹簧会传递
力量到晶体上。
晶体会因此产生电荷堆积，并产生电压信号。
该电压信号
的振幅和频率与振动物体的振幅和频率成正比，因此可以用来测量和检测
振动。
电感式振动传感器则使用电感元件作为感应元件。
这些元件一般由线
圈和铁芯构成。
当物体振动时，质量块和弹簧会使铁芯发生位移。
由于铁
芯位移的变化，线圈的电感也会发生变化。
然后，将交变电流传输到线圈上，其中所产生的电感变化将导致感应电压的变化。
这种电压信号的振幅
和频率也可以用来测量和检测振动。
无论是压电式还是电感式振动传感器，其关键在于将物体的振动转化
为可测量的电信号。
这些信号可以通过放大、滤波和数字处理等技术进行
处理，以获取更精确的振动数据。
需要注意的是，不同类型的振动传感器适用于不同的应用场景。
例如，在高温环境下，需要选择能够耐受高温的材料来制造振动传感器。
在强电
磁环境下，需要采用特殊的屏蔽材料来减少干扰。
综上所述，振动传感器的工作原理基于物体振动产生的力学变化和电
磁变化，通过适当的感应元件将其转化为电信号。
这些信号可以用来测量
和检测物体的振动情况，为工程和科学研究提供了重要的数据。
振动传感器的工作原理
振动传感器的工作原理振动传感器是一种能够感知和检测物体振动的装置，在各个领域中广泛应用。
其工作原理主要基于弹性力学和电磁学原理。
振动传感器可以将物体的振动信号转换为电信号，并通过传感器内部的电路进行处理和分析，最终提供给用户实时的振动信息。
振动传感器的主要组成部分包括质量块、弹簧和感应线圈。
当被检测的物体发生振动时，质量块也会受到振动力的作用，从而发生位移。
位移后，质量块与感应线圈之间的距离发生变化，导致感应线圈中的磁场发生变化。
根据电磁感应定律可知，磁场变化会在感应线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势与质量块的位移成正比关系，因此可以用来间接测量物体的振动情况。
在振动传感器的工作中，弹簧起到了连接质量块和传感器的作用。
它不仅能够提供质量块的振动自由度，还能够对振动信号进行滤波和调谐处理。
弹簧的刚度和质量块的质量是影响传感器灵敏度和频率响应的两个重要参数。
刚度越大，传感器的灵敏度就越高；质量越大，传感器的频率响应区间就越宽。
感应线圈是振动传感器中关键的零部件之一。
它通常由导线绕制而成，线圈内部通过高频信号进行激励。
当感应线圈受到物体振动引起的位移时，导线内部的磁场会随之变化。
根据法拉第电磁感应定律，导线内部的磁场变化会产生感应电流。
这个感应电流经过放大和处理，最终被转换成振动信号的电信号输出。
感应线圈的设计和制造对传感器的灵敏度和频率响应都有着重要影响。
为了提高振动传感器的测量性能，通常需要对其输出信号进行放大、滤波和调谐。
在传感器的电路中，一般会添加放大器、低通滤波器、模数转换器等电子元件，以对信号进行处理和优化。
放大器可以使微弱的感应电流快速放大，提高信号的强度和分辨率；低通滤波器可以对高频信号进行削弱，提高传感器的信噪比和抗干扰能力；模数转换器可以将模拟信号转换为数字信号，方便后续的数据分析和处理。
总之，振动传感器的工作原理主要基于弹性力学和电磁学原理。
通过测量物体振动时感应线圈的位移和磁场变化，将振动信号转换为电信号，并经过电路处理和优化，最终提供给用户实时的振动信息。
震动传感器工作原理
震动传感器工作原理震动传感器是一种常见的传感器类型，广泛应用于各种领域，如结构健康监测、地震预警、智能家居等。
它能够感知物体的振动或震动，并将这些信号转化为可用的电信号。
本文将介绍震动传感器的工作原理及其应用。
一、工作原理震动传感器的工作原理分为两种类型：压电式和惯性式。
1. 压电式震动传感器压电式震动传感器利用压电材料的特性来实现振动传感。
压电材料是一种具有压电效应的物质，即在受到外力作用时，会在其表面产生电荷分离，从而产生电压。
将压电材料粘贴或固定在需要测量振动的物体上，当物体发生振动时，压电材料也会变形，从而产生电荷分离。
这些电荷分离的电力信号可以通过电缆传输到读数设备，进而得到振动信号的信息。
2. 惯性式震动传感器惯性式震动传感器基于牛顿第二定律，即物体的加速度与所受力成正比。
传感器内部有一个质量块，它可以相对于传感器的外壳发生运动。
当物体发生振动时，质量块受到的惯性力作用导致其相对于传感器壳体发生位移。
通过测量位移的变化，可以获取振动的信息。
二、应用领域震动传感器在多个领域有着广泛的应用。
1. 结构健康监测震动传感器能够用于结构健康监测，对建筑物、桥梁、风力发电机等进行振动监测。
通过监测振动的幅值、频率和相位等参数，可以判断结构物的健康状况，及时预警并采取措施，避免灾害事故的发生。
2. 地震预警震动传感器在地震预警系统中起着重要作用。
它们能够实时监测地壳振动，并及时将信号传输给地震预警系统。
通过分析振动的特征和趋势，可以提前警示可能的地震，并向相关人员发送预警信息，增加人们的逃生时间和减少损失。
3. 智能家居在智能家居系统中，震动传感器常用于安全监测。
例如，它们可以安装在门窗、家具或墙壁上，监测是否有非法入侵或异常震动。
一旦检测到异常情况，系统将触发警报或通知用户，提供安全保护。
4. 工业控制震动传感器在工业自动化领域也得到广泛应用。
它们可以监测工业设备的运行情况，如电机、泵、风扇等，以及机械设备产生的振动。
振动传感器原理
振动传感器原理
振动传感器原理是通过感知和检测物体的振动信号，将其转化为电信号输出。
其主要原理是基于质量与弹簧的耦合振动系统。
振动传感器通常由质量块、弹簧和感应电路组成。
当物体发生振动时，质量块会随之振动，从而导致弹簧发生形变。
形变的弹簧会产生力的变化，这些力会通过感应电路转化为电信号。
具体而言，当物体振动引起弹簧发生形变时，弹簧所受的力也会相应变化。
传感器中的感应电路会检测这些力的变化，并将其转化为电流或电压信号。
这些电信号可以被进一步处理和测量，用于分析振动的频率、幅值、周期等参数。
常见的振动传感器包括压电传感器、惯性传感器和电感传感器等。
压电传感器利用压电效应将物体的机械振动转化为电信号；惯性传感器则基于质量块的惯性原理，通过测量物体在振动中的位移、速度和加速度等信息来获取振动信号；而电感传感器则是通过磁感应原理来实现振动信号的检测。
振动传感器广泛应用于机械设备、车辆、电子产品等领域，用于检测、监测和控制振动的状态。
例如，在工业生产中，振动传感器可以用于实时监测设备的振动情况，以便及时发现异常振动并采取相应的维修或保养措施。
在汽车领域，振动传感器可以用于检测车辆引擎的振动情况，提供数据用于诊断和改善发动机的性能。
总之，振动传感器通过感知物体的振动并将其转换为电信号输
出，可广泛应用于不同领域中对振动状态的监测与控制。
其原理基于质量与弹簧的耦合振动系统，通过感应电路将振动力转化为电信号。
振动传感器的工作原理
振动传感器的工作原理振动传感器是一种广泛应用于工业领域的传感器，它能够测量和检测物体的振动情况，并将其转化为电信号进行处理和分析。
在许多领域中，振动传感器都起着至关重要的作用，例如机械设备的故障检测、结构健康监测以及地震预警等。
本文将详细介绍振动传感器的工作原理。
振动传感器的工作原理基于质量在振动时惯性力的作用。
传感器的核心部件通常由压电材料制成，如铁电晶体或石英晶体。
这种材料具有压电效应，即在施加或施加压力时会产生电荷。
当被测物体发生振动时，传感器受到振动的作用，导致压电材料内部的原子和电子发生位移。
位移引起压电材料内部形成电场不平衡，从而使得正负电荷分离。
这种电荷分离的效应由振动传感器的接触电极捕捉，并将其转化为电信号。
这个电信号可以通过电缆连接到数据采集系统或控制器，然后进行分析和处理。
振动传感器可以通过改变材料的形状和尺寸来适应不同的应用需求。
例如，一些振动传感器使用细长的梁或芯片形状的压电材料，以增加传感器的敏感度和频率响应范围。
另一些振动传感器则使用环形结构，以提高抗干扰能力和机械强度。
此外，振动传感器通常需要与支撑结构相连接，以确保其对振动的敏感度。
支撑结构一般采用金属或陶瓷材料，具有较高的刚度和抗振性能。
传感器的安装位置也需要经过仔细选取，以确保能够准确感知被测物体的振动情况。
振动传感器的工作原理非常简单，但其应用却广泛而重要。
在机械设备的故障检测中，振动传感器通过监测设备运行时的振动情况，可以及时发现异常振动，从而预测故障并采取相应维修措施。
在结构健康监测中，振动传感器可以用于长期监测建筑物或桥梁的振动状况，以评估其结构的稳定性和健康状况。
在地震预警系统中，振动传感器可以感知到地震波的到达时间和振动幅度，从而可以提前发出预警信号，降低地震对人们的危害。
总之，振动传感器通过利用压电材料的特性，将物体振动转化为电信号，从而实现对振动情况的监测和测量。
其工作原理简单而有效，应用领域广泛。
4.1振动传感实验
4.1 振动传感实验一、实验目的1．掌握LPC2378芯片的编程方法 2.掌握震动传感器的使用方法 3.掌握震动传感器在实际中的应用。
二、实验材料1．具有串口通讯的电脑一台 2.ADS1.2开发环境3.J-Link-ARM 仿真器一个4.LPC2378节点板一个三、实验原理振动传感器实验环境由PC 机（安装有Windows XP 操作系统、ADS1.2集成开发环境和J-Link-ARM-V410i 仿真器）、J-Link-ARM 仿真器、NXP LPC2378实验节点板、振动传感器采用振动开关SW-460、实验模块和LCD 显示实验模块组成，如图3.2.1所示。
1.电路原理图如图4.1.2所示，为本次试验所用振动传感器（振动开关）SW-460的芯片控制引脚图；图4.1.3为简化的振动传感器（振动开关）SW-460示意图；图4.1.4给出振动传感器（振动开关）SW-460的实物模型图，方便同学们理解振动开关（振动开关）SW-460的内部组成以及各个部分的功能；表4.1.1为振动传感器（振动开关）SW-460的组成原件的规格信息。
图4.1.1 传感器实验环境型接口B 型接口 USB 连接线实验节点板JTAG 连接线PC 机JP2振动传感器引脚接线图图4.1.3振动传感器简化电路图图4.1.2如表4.1.1所示所示，为振动开关SW-460构造部件的规格。
Sw-460的性能详细参数如下所述：(1) 本开关使用金属材质制造电气特性与水银开关近似，但没有水银开关的危险性及环保问题，而有晃动时单向导通之相同特性。
装配使用更为方便安全。
(2) 工作特性：金色--端为（ON）导通触发端，银色一端为（OFF）开路端，当受到外力摇晃而达到适当晃动力时或金色一端设置角度低于水平适当角度时，导通电气特性要恢复开路状熊（OFF）时，开关设置环境必须为静止，且金色一端设置角度需低于水平10度。
(3) 当开关以水平设置，晃动时可轻易触发；而当银色一端设置向下时，晃动则极不易触发。
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“震动传感器”实现说明
1程序设计目标及程序运行效果说明
程序设计目标：通过本案例理解如何操作震动传感器，如何获取震动传感器震动对P2.4产生的电平变化。
程序运行效果说明：当轻敲震动传感器时，发光二极管L0-L7依次点亮。
当震动传感器没有震动时，发光二极管L7-L0全灭。
2程序相关电路及工作原理说明
2.1 震动传感器电路及原理
图1 震动传感器电路原理图
本实验板中使用的振动传感器是一种简单的器件，管内有一跟固定的导线，在这根导线的周围有另一根较细的导线以螺旋状环绕它。
可以想象为一个弹簧旁边有一跟导线。
在不震动时，两根导线不会相碰，一旦振动发生，两根导线就会短接。
所以我们只需判断导线是否短接了，就可以知道振动是否发生。
2.2LED显示电路及原理
通过反相器将LED显示端口选通，8个发光二极管采用共阴极设计，给控制端口P0口相应位输出高电平即可控制相应的LED亮灭。
图2 发光二极管电路原理图
3测试方法
（1）用STC ISP默认设置，打开工程中的HEX并下载;
（2）单片机上电后，初始现象为所有LED灯熄灭，敲击开发板使其振动，LED灯从最右至左依次被点亮；八个LED灯全部点亮后会同时熄灭，直至再感受到振动重新开始从右往左依次点亮。
4用途
震动声光报警器：如果振动传感器受到震动，蜂鸣器就发出报警声，发光二极管点亮。