震动传感器实验
振动传感器案例原理与测试说明
“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。
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。
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一、实验目的本实验旨在通过使用加速度传感器来测量不同振动情况下的加速度，并分析其特性。
二、实验原理加速度传感器是一种用于测量物体在运动过程中加速度的传感器。
其工作原理基于牛顿第二定律，即F=ma，其中F表示物体所受到的力，m表示物体的质量，a表示物体所受到的加速度。
通过测量物体所受到的力和质量，可以得出物体所受到的加速度。
三、实验步骤1. 连接电路：将加速度传感器与数据采集卡连接，并将数据采集卡连接至计算机。
2. 安装软件：安装并打开LabVIEW软件。
3. 编写程序：编写程序以读取和显示传感器输出数据。
4. 进行振动测试：将传感器固定在不同振动源上进行测试，并记录数据。
5. 分析数据：使用LabVIEW软件分析数据并绘制图表。
四、实验结果及分析通过对不同振动源进行测试，得出了相应的加速度数据。
根据图表可以看出，在不同频率下，振幅对应的加速度值也有所不同。
此外，在相同频率下，不同振幅下的加速度值也有所不同。
这表明振动源的频率和振幅对加速度传感器的输出有着重要影响。
五、实验结论本实验通过使用加速度传感器来测量不同振动情况下的加速度，并分析其特性。
结果表明，振动源的频率和振幅对加速度传感器的输出有着重要影响。
此外，通过对数据的分析可以得出更深入的结论，从而为工程应用提供参考。
六、实验注意事项1. 实验时应注意安全，避免发生意外事故。
2. 实验前应检查设备是否正常工作。
3. 实验中应仔细记录数据并进行分析。
4. 实验后应及时清理设备并妥善保存数据。
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。
振动传感器校准实验
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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。
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。
【实验报告】压电式传感器测振动实验报告
压电式传感器测振动实验报告篇一：压电式传感器实验报告一、实验目的：了解压电传感器的测量振动的原理和方法。
二、基本原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。
（观察实验用压电加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
三、需用器件与单元：振动台、压电传感器、检波、移相、低通滤波器模板、压电式传感器实验模板。
双踪示波器。
四、实验步骤：1、压电传感器装在振动台面上。
2、将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。
3、将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。
将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。
将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。
3、合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
4、改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。
光纤式传感器测量振动实验一、实训目的：了解光纤传感器动态位移性能。
二、实训仪器：光纤位移传感器、光纤位移传感器实验模块、振动源、低频振荡器、通信接口（含上位机软件）。
三、相关原理：利用光纤位移传感器的位移特性和其较高的频率响应，用合适的测量电路即可测量振动。
四、实训内容与操作步骤1、光纤位移传感器安装如图所示，光纤探头对准振动平台的反射面，并避开振动平台中间孔。
2、根据“光纤传感器位移特性试验”的结果，找出线性段的中点，通过调节安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大致目测）。
3、参考“光纤传感器位移特性试验”的实验连线，Vo1与低通滤波器中的Vi 相接，低通输出Vo接到示波器。
4、将低频振荡器的幅度输出旋转到零，低频信号输入到振动模块中的低频输入。
5、将频率档选在6~10Hz左右，逐步增大输出幅度，注意不能使振动台面碰到传感器。
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震动传感器应用实验
一、实验目的：
1.了解单滚珠震动传感器的工作原理、性能和指标
2.学习单滚珠震动传感器的使用方法
3.使用CPU的I/O管脚模拟震动传感器的接口协议，实现震动信息的采集
4.掌握通过C51单片机编程的方法，实现震动信息的采集
二、实验环境：
1.PC机一台（KEIL编程软件STI烧写软件）
2.传感器实验箱一个
B转串口线一条
三、实验原理：
滚珠开关的基本工作原理就是：通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或
者断开的。
利用开关中小珠的滚动，制造与金属端子的触碰或者改变光线进行的线
路，就能产生导通或不导通的效果。
滚珠开关的感应角度的变化，最好平铺使用，滚珠开关的灵敏度，就是感应角度的大小，将感应结果传递到电路装置使用电路启
动。
四、实验步骤：
1.打开传感器实验箱，用USB转串口线的串口端插到51核心板的串口上，U口端连
接到PC机的串口。
2.将25针灰排线的一端连接到主板左下角的接口上。
3.连接好实验箱后，连接无误后打开实验箱主板的电源开关。
4.打开STI烧写软件，选择好芯片型号以及串口号，然后在传感器实验箱程序中选择
单滚珠震动传感器程序的.hex文件进行烧写。
5.晃动传感器模块观察液晶屏上的显示信息。
6.实验结束，先关闭主板电源，再关闭传感器模块电源和51核心板电源。
五、实验结果：
六、实验心得：
通过本次实验，我能深刻了解了课堂上还有些不太懂的内容，熟悉了单滚珠震动传感器的内部构造和其工作原理，还更能熟练的应用烧录软件以及单滚珠震动实验的代码的内部框架，这对我以后写代码有很大的帮助。