振动传感器校准实验
振动传感器校准实验(100511).
四、实验过程
1. 加速度传感器（ICP传感器）电荷（电
压）灵敏度的校准 将加速度传感器（或 ICP 传感器）旋紧在 YE5501T传感器校准仪振动台螺孔中，连接导 线从传感器至校准仪测试面板部分的 Q （或 ICP）插孔中（注意Q和ICP孔不要插错），将 校准部分的调节旋钮逆时针旋到底，并检查导 线连接是否牢固。
发方式选为“正常”；
4. 调整第一通道“伏/格”为1.00V（屏幕左下角显示， “秒/格”为25ms(屏幕下中显示）；
六、注意事项
1. 拔插传感器导线时，一定要关闭仪器电源， 否则容易将放大器输入端烧毁。 2. 调节各输出旋钮时要缓慢，调节过程中应 随时观察仪器是否有异常情况，如有异常应立即 关闭仪器电源。 3. 记录测试数据时应待仪器显示稳定后再读 数，并能分析并剔除测试结果的异常数据。 4. 实验结束后应检查实验数据，各仪器旋钮 复位，关闭各仪器电源，整理实验现场。 5. 按实验教学要求及时认真整理实验报告并 总结学习体会。
打开电源开关，预热几分钟，按下校准按钮， 待面板数码显示稳定后，缓慢顺时针调节旋钮 至 10ms-2 ，显示稳定后，按下面板测试部分的 Q （或 ICP ）按钮，记录显示的数值，即为压 电型加速度传感器的电荷灵敏度（或 ICP 传感 器的电压灵敏度）。 反复调整校准和测试按钮三次，取三次测量 的平均值并记录下来。 整理实验报告时，将测试的结果与该传感 器出厂时的相关数值进行比较，计算出灵敏度 的变化百分比，并分析灵敏度变化的原因。 加速度传感器灵敏度校准仪器见图3。
(a) 压电型
(b) ICP型
图3
加速度传感器灵敏度的校准
加速度传 感器型号 出厂时 灵敏度 （PC/ms-2） 误差=(
S测 S厂 S厂 ) 100%
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。
压电式传感器测振动实验
压电式传感器测振动实验
一、实验目的：了解压电传感器的原理和测量振动的方法。
二、实验内容：利用压电式传感器测振动
三、实验步骤：
1、按图4—5 所示将压电传感器安装在振动台面上(与振动台面中心的磁钢吸合)，振动源的低频输入接主机箱中的低频振荡器，其它连线按图示意接线。
2、将主机箱上的低频振荡器幅度旋钮逆时针转到底(低频输出幅度为零)，调节低频振荡器的频率在6～8Hz 左右。
检查接线无误后合上主机箱电源开关。
再调节低频振荡器的幅度使振动台明显振动(如振动不明显可调频率)。
3、用示波器的两个通道[正确选择双踪示波器的“触发”方式及其它(TIME/DIV ：在50mS～20mS 范围内选择；VOLTS/DIV：0.5V～50mV 范围内选择)设置]同时观察低通滤波器输入端和输出端波形；在振动台正常振动时用手指敲击振动台同时观察输出波形变化。
4、改变低频振荡器的频率(调节主机箱低频振荡器的频率)，，观察输出波形变化。
实验完毕，关闭电源。
四、实验电路
图4—5 压电传感器振动实验安装、接线示意图
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加速度传感器振动测量实验3页
加速度传感器振动测量实验3页实验目的：1.了解加速度传感器的原理和使用方法；2.掌握利用加速度传感器进行振动测量的基本方法和技巧；3.通过实验测量，理解和验证振动信号的基本参数和特性。
仪器设备：1.加速度传感器2.数据采集卡3.计算机4.振动发生器5.电缆和连接器实验原理：加速度信号可以用来测量物体的振动运动状态。
基于牛顿第二定律，物体的加速度与所受的外力成正比，因此可以通过测量物体受到的加速度信号来反推其所受的外力信号，从而了解其振动状态。
加速度传感器是一种常用的测量振动信号的传感器，它可以通过对物体运动状态的微小变化进行测量，进而反推出物体受到的外力信号。
加速度传感器中通常采用压电效应进行测量，即物体受到外力时会产生微小的形变，从而在压电材料上产生电势差，通过这个电势差就可以测量出物体所受的加速度信号。
在进行加速度传感器测量时，需要注意一些基本原则：1.测量前要校准传感器，确保其输出信号的稳定和准确；2.传感器的安装位置和方向应该固定，并在进行测量前进行校准；3.测量时应注意消除环境干扰信号，保证测量结果的准确性。
实验步骤：1.将加速度传感器与信号采集卡连接起来，连接电缆和连接器，并将信号采集卡插入计算机中。
2.将振动发生器与被测物体连接起来，设置合适的振动参数，启动振动发生器。
3.使用计算机软件进行数据采集和测量。
4.根据测量结果，分析得出被测物体的振动特性和参数，如振幅、频率、周期等。
注意事项：1.进行实验前要对仪器设备进行检查和保养，确保其工作正常；2.操作过程中要注意安全，避免仪器设备损坏或个人受伤；3.实验结束后要及时关闭仪器设备，将其存放在干燥、通风、安全的地方。
振动实验技术使用方法
振动实验技术使用方法引言：振动实验技术是一种常用的测量和分析物体振动特性的方法。
它有着广泛的应用，从建筑结构的安全评估，到机械设备的故障诊断，都需要借助振动实验技术来进行分析和判断。
本文将介绍振动实验技术的基本原理和使用方法，并结合实例详细阐述振动实验的步骤与技巧。
一、振动实验技术的基本原理振动实验技术是基于物体振动的特性进行研究和分析的。
物体的振动可以通过加速度传感器来测量和记录，而加速度传感器则通过测量物体上的加速度信号来间接获取振动信息。
在进行振动实验时，首先需要安装加速度传感器于振动物体上，然后通过振动信号采集设备将传感器采集到的信号传输到计算机中进行分析。
通过对振动信号的分析和处理，可以获得物体的振动频率、振动幅度等信息。
二、振动实验的步骤1. 实验准备：在进行振动实验前，需要对实验设备进行准备。
首先，确定所需的振动信号采集设备和加速度传感器，并进行相应的校准。
同时，振动物体也需要进行准备，如清洁振动表面、检查固定装置的稳定性等。
2. 传感器安装：将加速度传感器安装到振动物体上。
传感器的位置选择应根据具体实验需求来确定，在选择位置时需要考虑到振动物体的结构和振动特性。
3. 信号采集设置：将振动信号采集设备与加速度传感器连接，并设置采样频率和采样时间。
采样频率应根据振动信号的频率范围来选择，采样时间的长度应足够长以获取充分的振动信号。
4. 数据采集与记录：启动振动信号采集设备，并开始进行数据采集与记录。
在采集过程中，可以通过实时显示振动信号的波形图来判断采集质量并进行必要的调整。
5. 数据分析与处理：将采集到的振动信号传输到计算机中，利用专业的振动分析软件对数据进行分析与处理。
常用的分析方法包括频谱分析、时域分析等。
通过分析和处理振动信号，可以得到物体的振动频率、振动成分等信息。
6. 结果评估与报告：根据分析结果进行结果评估，并编写相应的报告。
报告应包括实验目的、方法、结果、分析和结论等内容，以便后续的参考和应用。
振动传感器的实训报告
一、实训目的通过本次实训，了解振动传感器的原理、结构、工作原理和性能特点，掌握振动传感器的安装、调试和维修方法，提高对振动传感器在实际工程中的应用能力。
二、实训内容1. 振动传感器原理与结构（1）振动传感器原理：振动传感器是一种将振动信号转换为电信号的装置，主要利用压电效应、电磁感应等原理实现。
压电式振动传感器通过振动引起压电元件产生电荷，从而实现振动信号的转换。
（2）振动传感器结构：振动传感器主要由敏感元件、放大电路、信号处理电路、输出电路等组成。
2. 振动传感器性能特点（1）频率响应范围宽：振动传感器能够检测从低频到高频的振动信号。
（2）灵敏度较高：振动传感器对微小振动信号的检测能力强。
（3）抗干扰性能好：振动传感器具有良好的抗电磁干扰、抗温度漂移等性能。
3. 振动传感器安装与调试（1）安装：振动传感器安装位置应根据检测对象和检测要求确定。
通常，振动传感器应安装在设备轴承、振动源或振动敏感部位。
（2）调试：振动传感器安装后，需要进行调试，包括校准、滤波、放大等。
4. 振动传感器维修（1）检查：定期检查振动传感器的性能，如灵敏度、频率响应等。
（2）清洗：清洁振动传感器，去除灰尘、油污等。
（3）更换：更换损坏的部件，如压电元件、电缆等。
三、实训过程1. 实验准备（1）实验器材：振动传感器、信号发生器、示波器、数据采集卡等。
（2）实验环境：实验室、振动台等。
2. 实验步骤（1）安装振动传感器：将振动传感器安装在振动台上，确保传感器安装牢固。
（2）连接信号线：将振动传感器的信号线与数据采集卡连接。
（3）设置参数：在数据采集卡上设置采样频率、滤波器参数等。
（4）进行实验：启动信号发生器，使振动台产生振动，观察示波器波形，记录数据。
（5）数据分析：对实验数据进行处理和分析，得出振动传感器的性能指标。
3. 实验结果与分析（1）实验数据：通过实验，得到了振动传感器的灵敏度、频率响应等性能指标。
（2）结果分析：根据实验数据，分析了振动传感器的性能特点，如频率响应范围宽、灵敏度高等。
加速度传感器振动测量实验总结
加速度传感器振动测量实验总结引言在工程领域中，振动测量是一个重要的应用领域。
通过监测和分析振动信号，可以获取到物体的运动状态、结构的健康状况以及运动中的异常情况。
而加速度传感器是常用的振动测量设备之一，可以用来测量物体在振动过程中的加速度变化。
本次实验旨在探究加速度传感器在振动测量中的应用，以及对其实验结果进行分析和总结。
实验目的本次实验的目的是通过加速度传感器测量不同振动情况下的加速度信号，并对实验结果进行分析，从而探究加速度传感器在振动测量中的应用。
实验步骤实验器材准备1.加速度传感器：保证传感器的正常工作状态，检查传感器的运行指示灯，确认传感器已连接到计算机。
2.计算机：用于接收和分析加速度传感器测得的数据。
实验操作流程1.将加速度传感器固定在待测物体上。
2.设置实验参数，如采样率、采样时间等，并开始数据采集。
3.对待测物体施加不同类型的振动，如单频振动、多频振动等。
4.停止数据采集，保存实验数据。
5.使用数据分析软件导入实验数据，并进行分析。
实验结果与分析单频振动实验1.实验条件：振频为20Hz，持续时间为30s。
2.实验结果：根据实验数据绘制加速度-时间曲线，观察到振动状态随时间呈周期性变化。
3.分析：从曲线中可以得知物体的振幅、频率，进而判断出物体的振动特性。
多频振动实验1.实验条件：振频为10Hz和30Hz，持续时间为30s。
2.实验结果：绘制加速度-时间曲线，观察到振动状态随时间的变化，其中包含两个频率的振动信号。
3.分析：通过分析曲线中不同频率的振动成分，可以判断物体的多频振动特性，并进一步分析结构的稳定性和异常情况。
实验心得优点1.加速度传感器可以实时、准确地测量振动加速度信号，为振动分析提供了有效的数据基础。
2.实验操作简单，操作流程清晰，适合工程实验室内的日常学习和科研活动。
不足之处1.在实验过程中，传感器的位置和固定方式对实验结果可能会产生一定的影响，需要注意传感器的安装调整。
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力传感器 序列号
电荷放大器 放大倍数
锤帽
测试电压值 换算冲击力值
（V）
（N）
灵敏度 PC / N
4. 调整第一通道“伏/格”为1.00V（屏幕左下角显示，
“秒/格”为25ms(屏幕下中显示）；
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六、注意事项
1. 拔插传感器导线时，一定要关闭仪器电源， 否则容易将放大器输入端烧毁。
2. 调节各输出旋钮时要缓慢，调节过程中应
随时观察仪器是否有异常情况，如有异常应立即 关闭仪器电源。
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1. 压电型加速度传感器
压电式加速度传感器最常见的类型有三种，即中
心压缩型、剪切型和三角剪切型。中心压缩型压电加
速度传感器的敏感元件由两个压电晶体片组成，其上
放有一重金属制成的惯性质量块，用一预紧硬弹簧板
将惯性质量块和压电元件片压紧在基座上。整个组件
就构成了一个惯性传感器（见图1）。为了使加速度
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图2
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电涡流传感器的工作原理如图2所示。
当通有交变电流i的线圈靠近导体表面时，
由于交变磁场的作用，在导体表面层就感
生电动势，并产生闭合环流ie，称为电涡
流。电涡流传感器中有一线圈，当给传感
器线圈通以高频激励电流i时，其周围就产
生一高频交变磁场。当被测的导体靠近传
感器线圈时，由于受到高频交变磁场的作
3. 记录测试数据时应待仪器显示稳定后再读 数，并能分析并剔除测试结果的异常数据。
4. 实验结束后应检查实验数据，各仪器旋钮 复位，关闭各仪器电源，整理实验现场。
5. 按实验教学要求及时认真整理实验报告并
总结学习体会。
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谢谢观赏
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基于电涡流传感器的工作原理，由于被测对象 的材料不同，所以在测试之前可以采用静态标 定的方法对传感器进行标定。而其中一项主要 的内容就是确定传感器的安装位置。
电涡流传感器静态校准仪器照片见图4。
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a．连接电涡流传感器至前置放大器，将传感器固定在 静校器上，然后将前置器的直流输出接入存储示波 器。
振动传感器校准实验
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振动传感器 认知与
校准实验
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一、振动测试仪器简介
1、激振系统 2、传感器 3、电荷放大器 4、数据采集系统
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二、实验报告要求
1、实验目的
（1）学习压电晶体型加速度传感器和 电涡流传感器的基本工作原理；
（2）学习压电晶体型加速度传感器电 荷灵敏度的标定，ICP型加速度传感器电压 灵敏度的标定，并与该传感器出厂指标比 较；
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四、实验过程
1. 加速度传感器（ICP传感器）电荷（电 压）灵敏度的校准
将加速度传感器（或ICP传感器）旋紧在 YE5501T传感器校准仪振动台螺孔中，连接导 线从传感器至校准仪测试面板部分的Q（或 ICP）插孔中（注意Q和ICP孔不要插错），将
校准部分的调节旋钮逆时针旋到底，并检查导
mv / N
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3. 冲击力测试时数字按实验要求连接好，
打开各仪器电源；
2. 按“自动设置（AUTO SET）”按钮；
3. 按采集按钮（ACQUIRE），将第二测量”选为 “峰
值检测”，按“触发菜单”（TRIG MENU），将 触
发方式选为“正常”；
压差u（V）
位移（mm） 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
电压 （V）
压差u（V）
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注：数字存贮示波器的调整
1. 将变换器的直流输出连接于示波器通道1上，打 开电源；
2. 按“自动设置（AUTO SET）”按钮
3. 按黄色按钮（CH1菜单），将“耦合”选为 “直流”；“探头”为“1X”；
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三、传感器简介
常用的传感器是将被测试的机械量 变换为电量，以便为后续仪表进行显示、 记录和处理。由于传感器内部机电变换 原理的不同，输出的电量也各不相同。 有的是将机械量的变化变换为电动势或 电荷的变化，有的是将机械振动量的变 化变换为电阻或电感等电参量的变化。
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整理实验报告时，将测试的结果与该传感 器出厂时的相关数值进行比较，计算出灵敏度 的变化百分比，并分析灵敏度变化的原因。
加速度传感器灵敏度校准仪器见图3。
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(a) 压电型
(b) ICP型
图3 加速度传感器灵敏度的校准
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加速度传 感器型号
出厂时 灵敏度 （PC/ms-2）
（3）学习非接触型电涡流传感器的线 性工作段及最佳安装位置的确定；
2021（/2/21 4）了解力锤及力传感器的使用。4
2、实验内容
（1）压电型加速度传感器电荷（包括 ICP传感器电压）灵敏度的标定， 并与该传感器出厂时的数值相比 较；
（2）非接触型电涡流传感器的线性工 作段及最佳安装位置的的确定；
b．定好静校器的参考点，使传感器轻轻接触静校器的 顶点（即间隙为零），然后打开仪器的电源，观察 此时的电压值并记录。
c．选择若干值（建议每改 变一次为0.1mm），缓 慢增加千分表的间隙 （即改变位移），记录 示波器的电压值和频率 值。（位移改变为2mm 左右。）
d．最后确定最佳的传感 20器21/2安/21 装位置。
传感器能正常工作，被测系统振动的频率应该远低于
加速度传感器的固有频率。根据牛顿第二定律，由于
惯性质量块和基座之间的相对运动，压电元件片就受
到与之相应的交变压力的作用，因此加速度传感器就
能输出与被测振动加速度信号成比例的电荷量。这就
是压电式加速度传感器的工作原理。
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图1
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误差=( S测 S厂 )100%
S厂
ICP传感器型号
出厂时灵敏度 （mv/ms-2）
误差20=21(/2/S21测S厂S厂 )100%
传感器机号 测试灵敏度 （PC/ms-2）
传感器机号 测试灵敏度 （mv/ms-2）
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2. ST-1电涡流传感器的线性工作段及最佳安装
位置的确定
电涡流传感器(加上专用的前置器)的输出电 压与间隙的关系曲线称为间隙电压曲线，在曲 线上基本接近直线的部分称之为传感器的线性 范围，线性段的斜率即为间隙电压灵敏度，它 对应于每单位间隙变化时的输出电压的变化。
用，在其表面产生电涡流ie，这个电涡流
产生的磁通又穿过原来的线圈，根据电
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磁感应定律，它总是抵抗主磁场的变化。 因此，传感器线圈与导体表层产生的涡流 相当于存在互感的两个线圈。互感的大小 与原线圈和导体表面的间隙有关，这样间 隙的变化就转换为电感量的变化，然后再 通过测量线路将电感量的变化转换为电压 的变化。因此，只要测出电压的变化，也 就间接地求出了间隙的变化。这就是非接 触式电涡流传感器的工作原理。
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2. 电涡流传感器
电涡流传感器是一种相 对式非接触型传感器，它是 通过传感器端部与被测物体 之间的距离变化来测量物体 的振动位移或幅值。电涡流 传感器具有频率范围宽(0～ 10kHZ)、线性工作范围大、 灵敏度高、结构简单以及非 接触式测量等优点，主要应 用于静位移的测量、振动位 移的测量、旋转机械中监测 转轴的振动测量等。
（3）力传感器的简单使用等。
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3、实验仪器
（1）YE5501T传感器校准仪； （2）BK4384压电型加速度传感器； （3）CA-YD-189型ICP传感器； （4）ST-1非接触式电涡流传感器； （5）LC系列力锤及力传感器； （6）YE5858A电荷放大器； （7）TDS-2012存储示波器等。
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传感器的种类繁多，应用范围也极其广泛。 但是在现代振动测量中所用的传感器，已不是传 统概念上独立的机械测量装置，而仅是整个测量 系统中的一个环节，且与后续的电子线路紧密相 关。
一般说来，由于传感器直接变换的电量并不 能直接被后续仪表显示、记录或分析仪器所接受。 因此针对不同变换原理的传感器，须配附专用的 测量线路。测量线路的作用是将传感器的输出电 量变为后续显示或分析仪器所能接受的一般电压 量。因此，传感器按其功能可有以下几种分类方 法：
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1. 按机械接收 ①相对式：顶杆式，非接触式 原理分 ②惯性式(绝对式)
2. 按机电变换 ①电动式(磁电式) ④电感式
原理分 ②压电式
⑤电容式
③压阻式
⑥电阻式
3. 按所测机械 量分
①位移传感器 ⑤应变传感器 ②速度传感器 ⑥扭振传感器 ③加速度传感器 ⑦扭矩传感器 ④力传感器
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线连接是否牢固。
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打开电源开关，预热几分钟，按下校准按钮， 待面板数码显示稳定后，缓慢顺时针调节旋钮 至10ms-2，显示稳定后，按下面板测试部分的 Q（或ICP）按钮，记录显示的数值，即为压 电型加速度传感器的电荷灵敏度（或ICP传感 器的电压灵敏度）。
反复调整校准和测试按钮三次，取三次测量 的平均值并记录下来。
4. 按“测量（MEASURE）”，将第一组测量选 为“最大值”；
5. 调整第一通道“伏/格”为5.00V（屏幕左下角 显示； “秒/格”为500ns(屏幕下中显示）；