振动测量传感器介绍
震动传感器的原理和性能分析
震动传感器的原理和性能分析震动传感器是一种广泛应用于工业自动化领域的传感器，主要用于测量机械运动时的振动状态，对于生产过程中的精度和稳定性控制、机械结构分析及诊断等都有着重要的作用。
在本篇文章中，我们将分析震动传感器的基本原理和性能特征。
一、震动传感器的基本原理震动传感器是一种转换机械振动信号为电信号的传感器，其基本原理是利用机械振动感应元件的位移和转角等特征，将机械振动信号转换为相应的电信号输出。
通常，它包含了振动感应元件和电路放大器两部分。
振动感应元件通常采用机电式、压电式和电磁式的振动传感技术。
机电式的振动传感器利用机械运动转换为电信号的原理，通过机械感应元件对机械振动进行转换。
比如，压电振动传感器采用压电晶体感应的原理，利用晶体的电学性能将机械振动转换为相应的电信号。
电磁振动传感器则利用磁感应原理，将机械振动转变为磁场变化，进而转换为电信号。
二、震动传感器的性能特征1. 灵敏度震动传感器的灵敏度是衡量其输入信号和输出信号比值的重要指标。
高灵敏度意味着能捕捉到更微小的振动信号，而低灵敏度则会损失信号。
所以，适当的灵敏度范围对于传感器的可靠性和精确度至关重要。
2. 压力范围震动传感器在使用中应该注意其压力范围。
若是传感器所能承受的压力超出规定的范围，则可能会导致传感器损坏。
3. 频率响应频率响应是较为重要的性能特征之一，一般认为震动传感器的频率响应应符合其实际使用的情况。
特别是在涉及到机械系统动态特性的振动测量中，高精度的频率响应是保证测量精度的基础。
4. 质量效应震动传感器本身的物理质量和响应性能有一定程度上的相关性。
在一些应用场合，如汽车发动机中，传感器的质量也是需要考虑的因素之一。
一方面，较重的传感器会增加系统的质量，并在一定程度上降低系统的稳定性；另一方面，对于对振动测量有高精度要求的应用，传感器质量也会对加速度响应和动态响应特性等造成一定的影响。
总之，震动传感器在工业自动化领域有着极其广泛的应用，它的高灵敏度、频率响应精度和质量等多个因素直接影响到其性能和可靠度。
振动传感器技术参数
振动传感器技术参数
振动传感器是一种测量机械振动信号并转换为电信号的设备。
常见的振动传感器主要有压电式和电感式两种。
振动传感器的技术参数包括以下几个方面：
1. 感受范围：振动传感器的感受范围一般指传感器能够检测到的最小和最大振动频率范围，通常在几 Hertz 到几千 Hertz 之间。
2. 灵敏度：振动传感器的灵敏度指传感器能够检测到的最小振动幅度，通常单位为 mV/g 或 mV/mm/s。
3. 频率响应：振动传感器的频率响应指传感器可以输出准确的振动信号的频率范围，一般以正弦波响应或阶跃响应的方式呈现。
4. 静态输出：振动传感器的静态输出通常指在没有振动信号的情况下传感器能够输出的常数值或偏置值。
5. 工作温度范围：振动传感器的工作温度范围通常指传感器能够正常工作的环境温度范围，一般为 -40℃ 到120℃。
6. 线性度：传感器输出信号与测量量之间的线性关系的程度。
7. 电源电压：振动传感器通常需要外部供电，所需的电源电压通常为 5V 或 12V。
8. 输出类型：振动传感器的输出信号类型包括模拟信号和数字信号两种，模拟信号一般为电压信号，数字信号一般为脉冲信号或串口输出信号。
振动传感器工作原理
振动传感器工作原理振动传感器是一种用于测量物体振动或震动的设备，它可以将物体的振动信号转换成电信号，从而实现对振动信号的监测和分析。
振动传感器广泛应用于工业生产、机械设备、汽车、航空航天等领域，对于实时监测设备运行状态、预防设备故障具有重要意义。
本文将介绍振动传感器的工作原理，包括其结构、工作原理和应用。
1. 振动传感器的结构振动传感器的结构一般由质量块、弹簧和感应器构成。
质量块是用于感知振动的物体，当物体发生振动时，质量块也会随之振动。
弹簧则用于支撑质量块，使得质量块在振动时能够产生相对位移。
感应器是用于将质量块的振动转换成电信号的部件，常见的感应器包括压电传感器、电容传感器和电阻传感器。
2. 振动传感器的工作原理振动传感器的工作原理基于牛顿第二定律和震动力学原理。
当质量块发生振动时，根据牛顿第二定律，质量块所受的力与其加速度成正比。
这些力会导致质量块产生相对位移，而弹簧则会受到相应的拉伸或压缩。
感应器则会根据质量块的振动产生相应的电信号。
不同类型的感应器有不同的工作原理：- 压电传感器：压电传感器是利用压电效应将机械振动转换成电信号的传感器。
当质量块振动时，压电材料会产生电荷，从而产生电压信号。
- 电容传感器：电容传感器是利用电容的变化来感知振动的传感器。
当质量块振动时，电容的介电常数会发生变化，从而产生电容的变化。
- 电阻传感器：电阻传感器是利用电阻的变化来感知振动的传感器。
当质量块振动时，电阻的阻值会发生变化，从而产生电阻的变化。
3. 振动传感器的应用振动传感器在工业生产、机械设备、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。
在工业生产中，振动传感器可以用于监测设备的振动状态，实时检测设备是否运行正常，预防设备故障。
在机械设备中，振动传感器可以用于监测机械零部件的振动状态，预防机械故障。
在汽车领域，振动传感器可以用于监测汽车发动机的振动状态，提高汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，振动传感器可以用于监测飞机结构的振动状态，确保飞行安全。
振动传感器原理及应用
振动传感器原理及应用振动传感器是一种用于检测并测量物体振动的装置。
其原理是基于物体振动产生的力学振动转化成电信号，通过电路进行放大和处理，最终转化为可供计算机或其他设备处理的信号。
振动传感器的工作原理通常有两种方式：压电效应和电感效应。
其中，压电效应是指将机械振动转化为电荷振动的过程，利用压电材料(例如石英晶体、陶瓷等)的压电效应，当材料受到外力作用时，产生电荷变化，进而产生电压或电流信号。
而电感效应是指通过感应电场变化产生电位变化的原理。
当振动传感器受到振动作用时，振动物体的加速度会影响电感元件内的电感值，从而改变其感应电压或感应电流。
振动传感器广泛应用于各个领域。
在工业领域中，振动传感器可用于机械装置的状态监测、故障诊断和预测维护。
通过安装振动传感器在机械设备上，可以实时检测设备的振动情况，从而监测设备的运行状态，及时发现并预测设备的故障，进一步降低维修成本和避免设备的停机时间。
在交通运输领域，振动传感器可用于汽车和火车的震动检测。
通过在车辆底盘或悬挂系统上安装振动传感器，可以实时监测车辆的振动情况，从而判断车辆的运行状态，提供有效的信息以提高行驶安全性和乘客的舒适度。
此外，振动传感器还可用于医疗设备、环境监测、航空航天等领域。
在医疗设备中，振动传感器可用于检测人体心率和呼吸频率。
在环境监测中，振动传感器可用于检测地震、建筑物振动等自然灾害。
在航空航天领域，振动传感器可用于检测飞机结构的运行状态和振动情况，进一步提高飞行安全性。
总之，振动传感器作为一种重要的检测装置，其原理简单而可靠，应用广泛，可以在很多领域中实现振动的监测和测量，从而提高设备的可靠性和性能。
振动速度传感器
振动速度传感器简介振动速度传感器是一种用于测量物体振动速度的设备。
它通过感知物体的振动，并将振动信号转换为电信号，以便进行进一步的处理和分析。
振动速度传感器广泛应用于工业、科学研究和其他领域，用于监测和控制振动现象。
工作原理振动速度传感器的工作原理基于霍尔效应或压阻效应。
在霍尔效应传感器中，当物体振动时，传感器中的霍尔元件受到磁场的作用，产生电势差。
这个电势差与振动速度成正比。
而在压阻效应传感器中，物体振动时，传感器中的压阻元件会随之变化，产生电阻的变化。
这个电阻变化也与振动速度成正比。
应用领域振动速度传感器在许多领域有广泛的应用。
下面是一些典型的应用领域：工业应用振动速度传感器在工业领域中被广泛应用于机械设备的监测和保养。
它可以用于监测机械设备的振动水平，以帮助预测机械设备的故障和进行及时的维护。
通过振动速度传感器，工程师可以监测设备的振动频率和振动幅度，从而判断机械设备的工作状态和性能。
科学研究振动速度传感器在科学研究中也扮演着重要的角色。
它可以用于研究结构振动、地震测量和声学领域。
在结构振动研究中，振动速度传感器可以用于监测建筑物、桥梁、飞机等结构体的振动情况，以评估其稳定性和安全性。
在地震测量中，振动速度传感器可以用于记录地震波产生的振动速度，以研究地震的性质和地壳的变化。
在声学领域中，振动速度传感器可以用于测量声音振动的速度，以研究声音的特性和传播规律。
其他应用领域除了工业和科学研究，振动速度传感器还有一些其他的应用领域。
例如，它可以用于汽车行业，用于监测汽车发动机的振动水平，以及评估发动机的性能和磨损情况。
此外，振动速度传感器也可以用于医学领域，用于监测人体器官的振动情况，以诊断疾病和评估身体的健康状况。
优势和局限性优势振动速度传感器具有以下优势：•高精度：振动速度传感器能够以较高的精度测量物体的振动速度，提供可靠的数据。
•实时监测：振动速度传感器可以实时监测物体的振动情况，及时发现异常或故障。
振动测量传感器
振动测量传感器振动测量传感器振动测量传感器1、振动传感器的分类振动传感器也称拾振器，按不同的分类方式可分① 测量性质：惯性式（绝对式）、相对式② 测量的物理量：加速度、速度、位移③ 原理：电动式、电容式、伺服式、电阻式、电涡流式、压电式、磁敏式、光纤式……3、压电式振动传感器测量原理：正压电效应正压电效应(机械能转换成电能)：晶体（压电材料）沿着一定方向受到外力作用时产生极化现象，并在其表面上产生电荷；外力去掉后又恢复到不带电状态。
且作用力方向与电荷的极性相关，产生的电荷量与外力成正比直接测量参量：加速度优点：体积小、重量轻、通频带宽、性能稳定应用：体积小、高频反应好的压电加速度计具有广泛的用途，成为使用最为广泛的一种振动传感器分类：压缩型、剪切型、弯曲型5、电动式传感器（感应式传感器）应用：在土木、机械、地质勘探等方面应用广泛直接测量参量：速度优点：自发电式传感器，不易受外界干扰、灵敏度高，测量电路较简单分类：相对式和绝对式（惯性式）使用较多的地震检波器即属于电动式传感器惯性式电动拾振器惯性式电动拾振器的属于摆（位移摆速度拾振器），为绝对式电动拾振器伺服式拾振器也是以此为基础6、伺服式拾振器无源伺服式拾振器--利用无源伺服反馈（扩展低频特性和量程）无源伺服式：利用无源伺服反馈（扩展低频特性和量程）有源伺服式：利用有源伺服反馈（扩展频率特性和量程）动圈换能式加速度计：有源伺服反馈（低频、高频特性和量程）动圈换能式速度计：有源伺服反馈（低频特性和量程）电容换能式加速度计：有源伺服反馈（高频特性和量程）电容换能式速度计：有源伺服反馈（低频特性和量程）动圈伺服式加速度计(回转摆)电容伺服式加速度计(力平衡式加速度计)7、惯性测量原理¡ª摆系统。
振动传感器技术参数
振动传感器技术参数
1.测量范围：振动传感器能够测量的振动范围通常为0-50g。
不同型号的传感器测量范围可能略有不同，具体应根据所需的应用场景选择合适的传感器。
2. 灵敏度：振动传感器的灵敏度指其输出信号对应的振动速度与输入的机械振幅之比。
一般情况下，振动传感器的灵敏度为
10-100mV/g。
3. 频率响应：振动传感器的频率响应范围通常为0.5-10kHz。
在选择传感器时，应考虑到需要测量的振动频率范围。
4. 阻尼：振动传感器的阻尼是指其输出信号对应的振动速度随时间的衰减速度。
阻尼越小，传感器的响应时间越短。
5. 温度范围：振动传感器的工作温度范围通常为-40℃至+85℃。
需要注意的是，在极端温度条件下，传感器的灵敏度和频率响应可能会发生变化。
6. 电源电压：振动传感器通常需要外部供电，其电源电压通常为8-36V。
需要注意的是，传感器的电源电压不应超过其额定电压。
7. 输出信号：振动传感器的输出信号通常为电压信号或电流信号。
其中，电压信号输出范围通常为0-5V或0-10V，电流信号输出范围通常为4-20mA。
综上所述，振动传感器的技术参数包括测量范围、灵敏度、频率响应、阻尼、温度范围、电源电压和输出信号。
在选择传感器时，需根据实际需求选择合适的参数。
振动传感器原理
振动传感器原理振动传感器是一种常见的传感器，它可以用于测量物体的振动情况。
它在工业生产、机械设备、科学研究等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍振动传感器的原理及其工作方式。
一、振动传感器的原理振动传感器的原理基于压电效应。
当物体发生振动时，振动传感器能够将振动力转化为电信号，从而实现对振动情况的检测和测量。
振动传感器通常由压电陶瓷材料制成，这种材料具有压电效应，即当它受到外力压缩或拉伸时，会产生电荷。
当物体振动时，振动力会使压电陶瓷产生相应的变形，从而产生电荷，这个电荷被称为压电效应。
二、振动传感器的工作方式振动传感器通过将压电陶瓷材料连接到外部电路中来工作。
具体来说，振动传感器通过将压电陶瓷材料与前置放大器相连，将产生的电荷信号转化为电压信号，从而实现对物体振动的测量。
在实际应用中，振动传感器通常被安装在待测物体表面。
当物体发生振动时，振动力会传递给振动传感器。
振动传感器将振动力转化为电荷信号，并通过前置放大器放大转化后的电信号。
最终，这个电信号被传输给记录设备或显示屏，以供工程师或研究人员分析振动情况。
三、振动传感器的应用振动传感器的应用非常广泛。
它可以用于以下几个方面：1. 工业生产中的故障诊断：振动传感器可以用于监测机械设备的振动情况，以及及时发现设备的故障。
通过对振动信号的分析，工程师可以判断设备是否存在故障，并采取相应的措施进行维修和保养。
2. 运动监测：振动传感器可以用于监测人体的运动情况。
例如，在运动训练中，振动传感器可以用于检测运动员的姿势和力量输出，以帮助运动员进行训练和调整。
3. 地震监测：振动传感器可以用于监测地震的振动情况。
通过对地震振动信号的采集和分析，科学家可以判断地震的强度和震源位置，从而提供及时的预警和应急措施。
4. 交通监测：振动传感器可以用于监测道路上的车辆流量和车辆速度。
通过对振动信号的分析，交通管理部门可以实时了解道路交通状况，并采取相应的措施进行交通调控。
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示意图：
注意事项： 1、探头直径；量程的选择 2、安装方式 3、零位的确定
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集成加速度传感器原理
自检
振荡 器 敏感芯体 信号归一化输出 集成加速度传感器是在一片多晶硅 上通过微机械加工出加速度敏感元 件及转换、测量、放大电路
解调 器
六方扳手平面 头部 螺纹规格“B” 同轴电缆 标记
同轴接头
探头直径“A”
φ 3.6mm
无螺纹长“D” 壳体总长“E”
电缆长度“F”
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φ 6.8mm
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涡流传感器用于振动的选型和安装
测量量程的选择： 一般选用2mm量程传感器，在测量面过小的情况下考虑 1mm量程传感器，要求测量面直径大于3倍探头直径。 探头直径与量程的关系：
正立（+1g） 水平（0g）
倒立（-1g）
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振动速度传感器原理
振动速度传感器一般用惯性式传感。利用磁电感应原理把振动信号变换成电信 号。它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。
在传感器壳体中刚性地固定有磁铁，惯性质量（线圈组件）用弹簧元件悬挂于 壳体上。
(螺纹可选)
过线套管 接线盒 机壳 密封蜡或 密封胶带 密封垫圈 弹簧垫圈
反装探头
被测轴
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涡流传感器用于振动的选型和安装
传感器外部安装时需考虑如下因素 １ 、需确定安装套管长度、大小及螺纹规格． ２、空间大小：常用８mm反装探头壳体螺纹为Ｍ１０＊１和 3/8-24UNF（英制螺纹） ，壳体长度３０mm，如果空间太小则 可用５mm探头，或根据现场实际情况特殊加工． ３ 、电缆长度：根据前置器安装位置确定电缆长度． ４ 、考虑现场情况是否有特殊要求（高温、防爆等）
φ25
φ50
150
200
120
180
80
150
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涡流传感器用于振动的选型和安装
（２） 、探头头部与安装面的距离
探头头部发射的交变电磁场在径向和轴向上都有一定的扩散。因 此在安装时，就必须考虑安装面金属导体材料的影响，应保证探头的 头部与安装面之间不小于一定的距离，工程塑料头部体要完全露出安 装面，否则应将安装面加工成平底孔或倒角，如下图所示。
探头 1 磁 场 交 叉 探头 2 磁场交叉 磁场交叉
DPX 被测体
探头 1 被测体
DPX
探头 1 被测体
DPX
探头头部直径 (mm) φ5 φ8 φ11
两探头平行安装 DPX(mm) 40.6 40.6 80
两探头垂直安装 （被测体为圆形） DCY(mm) 35.6 35.6 70
两探头垂直安装 （被测体为方形） DCF(mm) 22.9 22.9 40
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几种传感器优缺点的比较
涡流传感器： 优点：直接测量轴相对于轴承座的振动量，长期工作，可靠性好、灵敏度高、抗干扰
能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响
缺点：安装难度大，对安装位置要求高，一般需要做支架等。 速度传感器： 优点：安装方便，低频响应好。 缺点：不是直接测量，由于轴与轴承座之间有油膜、轴瓦等刚度不同的部件，会造成
探头直径“A”
φ 7.3mm
φ 3.6mm
无螺纹长“D” 壳体总长“E”
电缆长度“F”
测量面宽度 1.5D 止 推 法 兰 盘 安装间隙 安装架 紧固螺母
除非采用机器外部安 装支架安装探头，或 者安装空间限制，通 常选择标准安装
被测轴
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φ D 探头 最大 305mm 最大 305mm
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φ 3.6mm
探头直径“A”
无螺纹长“D” 壳体总长“E” 电缆长度“F”
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φ 6.8mm
φ 6.8mm
探头安装方式——电缆侧出
不锈钢铠装(可选) 标记 同轴电缆 同轴接头
无螺纹长“D”
壳体总长“E”
φ 7.3mm
φ 3.6mm
ห้องสมุดไป่ตู้
头部 探头直径“A”
安装轴向空间较小时选用，通常 用夹块固定
（间隙）
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涡流传感器用于键相测量时的选型 和安装方式
示意图：
安装时的注意事项： 1、探头的选择 2、安装方式的选择 3、键相槽或键的参数（深度、长度）
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涡流传感器用于位移（轴向位移和 胀差）测量 时的选型
探头直径mm φ5 φ8 φ11 φ25 φ50 线性量程mm 1（可扩到2） 2（可扩到4） 4（可扩到8） 12（可扩到25） 25（可扩到30） 非线性误差 ≤±1% ≤±1% ≤±1% ≤±1.5% ≤±2% 最小被测面直径mm φ15 φ15 φ35 φ50 φ100
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电涡流作用原理图
H1
r I1
H2
d
I2(μ ,σ )
该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用， 就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。
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电涡流传感器应用
振动测量
轴位移测量
轴心轨迹测量
转速和相位测量
被测轴
轴 承
间接测量机器外壳
若传感器安装位置在以上位置均 不方便时，也可安装于外壳上， 测量机器外壳的振动
测量面(宽度>1.5D) 最大 152mm
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轴的径向振动测量时探头的安装
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涡流传感器的应用
1、涡流传感器的系统组成和基本原理 2、涡流传感器用于振动测量时的选型和安 装方式 3、涡流传感器用于转速测量时的选型和安 装方式 4、涡流传感器用于键相测量时的选型和安 装方式 5、涡流传感器用于位移（轴向位移和胀差） 测量 时的选型和安装方式
传感器安装在机器上，在机器 振动时，线圈与磁铁相对运动， 切割磁力线，在线圈内产生感 应电压，该电压值正比于振动 速度值 与二次仪表相配接，即可显示 振动速度或位移量的大小 也可以输送到其它二次仪表或 交流电压表进行测量。 广州精信仪表电器有限公司
φ 6.8mm
探头安装方式——反向安装
六方扳手平面 头部 螺纹规格“B” 同轴电缆
通常用套筒固定 于机器外
标记
同轴接头
探头直径“A”
φ 3.6mm
无螺纹长“D” 壳体总长“E”
电缆长度“F”
头部
紧固螺母 螺纹规格“B” 四方扳手平面
φ50探头常用方式
同轴电缆 标记 同轴接头
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涡流传感器用于振动的选型和安装
(2).外部安装:
接线盒盖 接头密封保护
探头也可以采用专用的安装支架组件(本公 电缆密封组件 司可以提供)，通过机器的外壳(如轴承盖)， 将探头固定，如图所示。这样安装的 紧固螺母 好处是，不必打开机壳，就可以调整探头 弹簧垫圈 密封垫圈 安装间隙、拆卸或者更换探头，另外这种 专用的安装支架可以起到电缆密封保护作 用，不需另外的电缆密封装置。 不锈钢支撑杆
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电涡流传感器系统组成
主要包括： 探头 延伸电缆
(用户根据需要自选长度)
前置器 安装附件
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电涡流传感器原理
传感器系统的工作机理是电涡流效应
当接通传感器系统电源时，在前置器 内会产生一个高频电流信号，该信 线圈 号通过电缆送到探头的头部，在头 部周围产生交变磁场H1。 如果在磁场H1的范围内没有金属导体 金属导体 材料接近，则发射到这一范围内的 能量都会全部释放；反之，如果有 金属导体材料接近探头头部，则交 变磁场H1将在导体的表面产生电涡 流场.
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振动传感器的选型和安 装原则
探头的安装位置应尽量靠近轴承
直接测量轴
对于大部分的滑动轴承机器，通 常其轴振动传递到轴承座上时被 衰减或歧变，因此尽量直接测量 轴的振动，更准确、全面。
轴承座
安装支架
φ D 探头 紧固螺母
间接测量轴承座
若轴的振动能够大部分传到轴承 座上，它的振动就可采用安装于 轴承座上的传感器进行测量
放大 器
微机械加工在一个硅片上
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加速度传感器用于振动的选型和安装
１、选型： 按量程大小及电缆长度进行选择 JX30———□———□
代号： 集成加 速度传 感器 量程： 电缆长度 26 mm 50 mm
±2g ～ ±50g
２ 、安装方法： 在底座中心孔用一个M8螺钉固定或者 用快卸强磁吸座固定（主要用于现场 检测）．有正立、水平、倒立三种安 装方式．
涡流传感器用于振动的选型和安装
探头壳体参数选择：
它选择
１、螺纹规格选择：下表为常用探头壳体螺纹规格，螺纹规格允许有其
２ 、壳体长度选择：标准探头壳体长度为５０mm全螺纹，允许有 其他选择
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探头安装方式——标准安装
紧固螺母 头部 螺纹规格“B” 四方扳手平面 不锈钢铠装(可选) 标记 同轴电缆 同轴接头
传递到传感器上的振动量与实际量有很大不同，传感器的测量机构为弹簧阻尼部件， 容易老化。
加速度传感器： 优点：测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用