振动检测仪表与系统
振动检测仪表原理、结构和应用
3振动检测仪表原理、结构和应用3.1振动检测仪表原理、结构3.1.1振动检测概述振动传感器是将机械振动量转换为成比例的模拟电气量的机电转换装置。
传感器至少有机械量的接收和机电量的转换二个单元构成。
机械接收单元感受机械振动，但只接收位移、速度、加速度中的一个量；机电转换单元将接收到的机械量转换成模拟电气量，如电荷、电动势、电阻、电感、电容等；另外，还配有检测放大电路或放大器，将模拟电气量转换、放大为后续分析仪器所需要的电压信号，振动监测中的所有振动信息均来自于此电压信号。
（1）振动传感器种类振动传感器的种类很多，且有不同的分类方法。
按工作原理的不同，可分为电涡流式、磁电式（电动式）、压电式；按参考坐标的不同，可分为相对式与绝对式（惯性式）；按是否与被测物体接触，可分为接触式与非接触式；按测量的振动参数的不同，可分为位移、速度、加速度传感器；以及由电涡流式传感器和惯性式传感器组合而成的复合式传感器，等等。
在现场实际振动检测中，常用的传感器有磁电式速度传感器（其中又以绝对式应用较多）、压电式加速度传感器和电涡流式位移传感器。
其中，加速度传感器应用最广，而大型旋转机械转子振动的测量几乎都是涡流式传感器。
振动传感器设计时采用的机电变换原理不同，在输出电量时也就会有所区别。
振动传感器接收机械量变化信息，转化为电动势变化、电荷变化、电阻变化等电参量变化。
振动传感器的测量线路会接收这些电信号，并放大和转换为分析、显示仪表所能接受的电压信号。
振动传感器在工作原理和工作过程上的这些差别，如振动传感器的不同机械接收原理、不同测量机械量、不同机电变换原理，为振动传感器的种类划分提供了基本依据，是目前振动传感器最主要的三种分类方式。
①振动传感器的机械接收原理有两种，分别是相对式机械接收原理和惯性式机械接收原理，振动传感器按此分类也就是相对式振动传感器和惯性式振动传感器。
相对式机械接收原理：由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。
振动试验机的工作原理都是怎样的呢
振动试验机的工作原理都是怎样的呢振动试验机是一种用于模拟真实环境中机械设备或产品在振动条件下的工作状态的试验设备。
其工作原理基于振动力学理论和技术，它可以通过产生控制性的振动信号，使试验样品或系统在受到不同频率、幅值和方向的振动作用时，检测其在振动环境下的动态性能、可靠性以及损伤程度。
1.振动发生器振动发生器是振动试验机的核心组件之一，它通过运用不同的振动激励方式，将电能转化为机械振动能。
常见的振动激励方式包括电动机、液压驱动和气压驱动等。
振动发生器的转速、电流和振动力等参数可以通过仪表面板进行调节和监控。
2.激振器激振器是将振动发生器所产生的振动力传递到试验样品上的装置。
它通常由一个线性电机和一个不锈钢质量块组成，其中电机负责产生振动磁场，将电能转化为机械振动能；质量块作为振动力的载荷，通过传导、辐射或压缩等方式将振动力传递给试验样品。
3.测振传感器测振传感器是用于测量试验样品在振动作用下的振动响应和动态特性的装置。
它可以通过接触法（如加速度计、压电传感器等）或非接触法（如激光干涉仪、激光测振仪等）来实现振动信号的检测和采集。
4.控制系统控制系统是指振动试验机中的一套用于控制、监测和记录试验过程的计算机软硬件系统。
其主要功能是与振动发生器、激振器和测振传感器等设备进行数据通信和控制，并根据预设的振动参数和试验要求，调节振动系统的工作状态，实现试验过程中振动力、频率和幅值的控制和调节。
控制系统还能够对试验数据进行实时监测、分析和存储。
整个振动试验机的工作流程如下：1.在试验之前，根据试验要求设置振动系统的参数，如振动频率、振幅和振动方向等。
2.启动振动试验机，通过电源或操作面板开关来供电。
然后，振动发生器将电能转换为机械能，产生振动力。
3.振动力通过激振器传递给试验样品，使其产生振动。
4.同时，测振传感器将试验样品在振动下的响应信号转化为电信号，并送回控制系统进行数字信号处理。
5.控制系统通过与振动发生器和激振器的通信，实时调整振动系统的工作状态，以达到预设的振动参数。
轴承振动仪表安全操作及保养规程
轴承振动仪表安全操作及保养规程前言轴承振动仪表是一种常见的机械设备监测仪器，常用于检测轴承的运行状态和故障。
在使用过程中，为了保证设备的安全和正常运行，需要遵守一定的操作规程和保养规程。
本文将介绍轴承振动仪表的安全操作及保养规程。
安全操作规程1. 熟悉仪器的基本性能和操作原理在使用轴承振动仪表之前，应该先了解仪器的基本性能和操作原理。
仪器的使用手册可以提供详细的信息，包括仪器的安装、操作、范围、精度、保养和维修等方面。
在使用过程中，应严格按照说明书的要求进行操作。
2. 确保电气安全在使用轴承振动仪表之前，必须确保电气安全。
应检查供电电路、接线和仪器的接地，确保电气连接正确、牢固可靠，并且符合电气安全要求。
在操作仪器时，应小心避免接触电线和元件，尽可能使用安全的电气连接器和工具。
3. 加载和放置样本在操作轴承振动仪表时，样本的加载和放置是至关重要的。
样品必须正确安装，不得存在失稳、飞出和掉落等情况。
在样品装载和卸载过程中，需要使用适当的工具和设备，并严格按照操作手册的要求进行。
4. 避免人为误差在操作仪器过程中，需要尽可能避免人为误差。
应遵循操作手册的要求，按照标准程序进行操作。
避免对样品进行过多的操纵或过度处理，并使用合适的检测方法和参数。
操作时，应尽量减少噪声和振动的干扰，保持仪器的稳定状态。
保养规程1. 定期清洁和维护轴承振动仪表是精密仪器，要保证正常的运行状态必须定期进行清洁和维护。
在清洁过程中，应避免对仪器造成损伤。
使用柔软的干布或特殊的清洁剂进行清洁，不得使用含有酸、碱或溶剂的清洗剂。
同时，应注意清洗仪器的孔口、开关和接口等部位，保持排水畅通。
维护时，应按照操作手册的要求，更换磨损和老化的元件。
2. 正确存放仪器在使用轴承振动仪表前，要确保仪器的正确存放。
仪器应放置在干燥、通风、无尘、无腐蚀性气体的地方，保持仪器的清洁和干燥。
在仪器暂时不用时，应关闭电源并拔下电源插头。
同时，应把探头掩盖包装，以免探头受到损坏。
振动仪表自动检定系统
振 动 仪 表 自动 检 定 系统
Ａｕｏ ｔ ｅｉｃ ｔ ｎ Ｓ ｓ ｍ ｆｔｅＶｂａ ｏ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｔｍａｉ Ｖ ｒ ａ ｏ ｙｔ ｏ ｉｒｔ齐 向红 李 芳红
（ 济钢装备部济钢计量管理处 ， 山东 济南 ２００ ） ５ １１
仪表 量值 的准确 与否 直接关 系 到设备 的安 全稳定 运行 及
最终确定选用苏州东菱振动试验仪器有限公 司生产
的电动风冷 振动 试验 台 ， 备功 率放 大器 、 配 标准 加速 度传
生产 的顺 利 进行 。济 钢 未 建立 振 动 仪 表计 量 标 准 ， 钢 济
所有 振动 类 测 量设 备 都 要 外 送 检 定 ， 检 路 途 远 、 量 送 数
摘 要： 本文 针对公 司无振动仪表 的检定／ 校准能力 ， 存在外送检定／ 校准时间长 、 容易耽误使用的问题 ， 提出开 发振动仪表 自动检 定系统 、 建立企业 最
高计量标 准、 实现振 动仪表公 司内检定／ 校准的技术方案并实施 。本文主要从硬件配置 的符合性 和经济性 、 软件开发 的先进性 和符合性 、 司开展 振 公
④可校 准各 种不 同类 型的振 动传感 器 ： 电型 、 阻 压 压
型 、 电容 型 、 服型 、 变 伺 电压 型 、 电动型 （ 度线 圈 ） 系统 速 等
校准。
输 入 证 书 编 号
二二二二］二二二＝二
输 入温 度 、 对 湿 度 相
二二二二］二二二二 开 始 测 量 二二 二二 ］［ 二二 二 二
⑤ 自动 采集 标准 器 读数 值 ， 规 程要 求 完 成所 有 检 按
定项 目 、 行相 应 的数据处 理并 自动形 成检定／ 进 校准原 始
(完整)振动测量仪器知识
振动测量仪器知识一、概述（一)用途振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器.测量的基本量是振动的加速度、速度和位移等,可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点几赫兹~几千赫兹。
外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析.随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展,振动测量仪器的许多功能都通过数字信号处理技术代替模拟电路来实现。
这不仅使得电路更加简化,动态范围更宽,而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。
（二）分类与特点振动测量仪器按功能来分:分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器(或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪,具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。
振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号分析仪。
振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计,测量振动对人体影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。
●工作测振仪特点通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位移等。
以前用电表显示测量值,现在都是用数字显示。
通常不带数据储存和打印功能,用于一般振动测量。
振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz～1000 Hz频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。
●实时信号分析仪特点实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来进行振动的测量和频谱分析。
当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后,进入数字计算机进行运算,实现各种测量和分析功能。
实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak）、峰—峰值（Peak—Peak)检波可并行工作。
不仅分析速度快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来.●动态信号测试和分析系统特点包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。
振动探测器原理
振动探测器原理
振动探测器原理是利用振动的感知和测量来检测物体的运动或振荡情况。
振动探测器通常由感应元件和测量系统组成。
感应元件可以是加速度计、压电传感器、光学传感器等。
加速度计是一种常用的感应元件，其工作原理是利用固定在其内部的质量块受到振动时，在坐标轴上产生相对位移，进而导致感应元件内部的电荷变化或电阻变化。
压电传感器则是利用压电效应来感应振动，当物体受到振动时，压电元件会产生电荷或位移，进而生成电信号。
光学传感器则是利用光电二极管或光敏电阻等光学元件，通过接收到的光信号的变化来感应振动。
测量系统则是用来接收、放大和处理感应元件产生的信号。
测量系统根据具体的需要可以有多种形式，包括模拟信号处理电路和数字信号处理器。
在模拟信号处理电路中，信号经过放大、滤波等处理后被转化为测量结果。
数字信号处理器则更进一步，可以利用微处理器或专门的数字处理芯片，将模拟信号转换为数字信号进行处理，并实现更复杂的功能，如数据存储、实时分析等。
根据振动探测器的原理，我们可以通过感应元件的输出信号来分析物体的振动特征，包括振动的强度、频率、相位等。
这些特征可以用于判断物体的运动状态，如是否处于振荡、频率是否稳定等。
同时，振动探测器也可以用于监测物体的结构健康状态，对于预测和预防结构的损坏具有重要意义。
值得注意的是，不同类型的振动探测器适用于不同的应用场景，
需要根据具体需要选择合适的感应元件和测量系统。
此外，振动探测器的精度和可靠性也是值得考虑的因素，因为它们会直接影响到监测结果的准确性和可信度。
振动检测仪表与系统
光电传感器
被测量 光 光信号 电信号 可用信号
光源
测量头
光电元件
电子线路
图1-22 光电式传感器基本结构框图
模数转换(A/D转换)
（1）A/D转换过程：1)采样，2)量化， 3)编码。
2)量化
量化步长 R=A/D A=10V D=256
量化误差
3)编码
A RD R ai 2i
i n m
2)三角函数窗——应用三角函数，即正弦或余弦函数等 组合成复合函数，例如汉宁窗、海明窗等；
3)指数窗——采用指数时间函数，例如高斯窗等．
（2） 常用的窗函数
(a) 矩形窗
u
优点是主瓣比较集中；
缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频 干扰和泄漏，甚至出现负谱现象
u
(b) 三角窗
三角窗与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗 的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣
Z Z ( , , , )
线圈与金属的距离 金属体的电阻率、 导磁率、 线圈的激磁电流角频率。
测量电路：
（a) 阻抗分压式调幅电路；
(b) 调频电路
使用优点：接构简单，使用方便，不受油污、介质影响。 应 用：涡流式位移、力、振动测量，NDT，测厚,材质判别。
序号 测量参数
数据图表显示
知识库
故障诊断
图4-3 状态监测、分析及故障诊断系统
振动监测仪表
振动测量仪 频谱分析仪 汽轮机安全监视仪表（TSI）
振动测量仪
模拟式振动表
交流输出 振动信号 直流输出
图抗变化
衰减
放大
普通滤波
检波
图4-4 测振表的原理框图
数字测振表
数字测振表的原理框图与模拟仪表基本相同， 其差别在于将采集的电压进行模数转换后使用数 字电路对信号进行处理。 目前，数字测振表一般都具有以下功能 1) 可以储存多组测点的数； 2) 能与微机进行通讯； 3) 能够进行趋势分析。 一般振动测量的值有：1）通频幅值，2）基 波频率的幅值与相位，即1X幅值，3）跟踪测量 基波或某高次谐波的幅值（通常时2X幅值）与相 位。
位移和振动检测仪表.
等效电路
由基尔霍夫定律可得：
R1jI1 MIj1 L1RI12
I2
jMI2 jL2I2
R1
e1
jL1
则，幅值为：
e2
M1 M2 e1 R12 L1 2
e2
2Me1 R12 (L1)2
(1)铁芯处于中间位置 时,M1=M2=M,e2=0;
(2)铁芯左移,
M1=M+ΔM, M2=M-
ΔM ,
e2
2Me1 R12 (L1)2
与e21同相。
(3)铁芯右移, M1=M-ΔM, M2=M+ΔM ,
插入低限（Z-ZL 10）报警，按正常调硼 程序加硼；
插入特低限（Z-ZL 0）报警，立即加硼。
5. 棒位监测装置的技术指标
1. 测量范围为232步（实际为228步)，每步 15.875mm;
2. 不管温度高低，棒速快慢，测量精度均为满刻 度的5%(12机械步距);正常温度下，棒低速移 动，测量精度为6机械步距;正常温度下，棒 快速移动，测量精度为8机械步距；
U 0
dΨ12 dt
MdI1 dt
设
I1 I1M e jt
则
dI1 dt
jI1M e jt
故
U0 jMI1
U 0
jM
R1
U
jL1
等效电路
初级线圈的电流为：
I1 e1 / R1， jL1
在次级线圈中感应出电压
MTS8000振动监测和故障诊断系统简介
MTS8000振动监测和故障诊断系统简介旋转机械是工业应用最广泛的机械，是众多行业的关键设备，这些设备一旦发生故障，将造成巨大的经济损失。
这就要求我们必须对这些设备进行状态监测和故障诊断。
目前国内外对于旋转机械的状态监测系统有以下两种：在线状态监测系统和离线状态监测系统。
仪表监测的主要目的是对机械的运转状态给予准确的判断并做出相应的处理，然而由于仪表与操作员之间的交互能力以及大容量数据分析的能力相对于计算机的差别，使得状态监测系统的应用尤为重要。
大型旋转机械应用在工业现场的许多领域，如：火电厂、水电站、大型泵站、风力发电机组、冶金、石化等。
这些设备一般都是该行业的关键设备，一旦发生故障不仅给企业带来巨大的经济损失，甚至威胁人身安全，生产也将会被迫中断。
因此提升这些设备的信息化管理水平，对企业来说势在必行。
据了解，针对工业企业旋转设备管理所面临的问题，目前主要有北京长城华瑞科技有限公司推出的MTS8000在线状态监测与故障诊断系统。
MTS8000系统是一种高速、全自动、设备无关性的机组运行状态在线监测系统，是长城华瑞最新研发生产的一种集原始信号处理与过程量数据处理于一体的在线状态监测与故障诊断系统。
主要应用于电力、石化、冶金等工业领域中的大型旋转机械设备，适用于水轮发电机组、汽轮发电机组、风力发电机组、大型泵站、电机、水泵、齿轮箱和滚动轴承等机械的在线振动监测分析和故障诊断。
据介绍，MTS8000系统可自动连续地采集与设备安全有关的主要状态参数，并自动形成各种数据库；能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够实时采集、存储和分析机组运行的状态信息，直观地反映出机组运行的临界状态和平衡状态。
用户通过本系统可以预先诊断机组的运行情况，对机组在运行过程中产生的不正常现象（如：转子不平衡、不对中、轴承损坏、机架松动、轴弯曲以及轴裂等）可以较早的发现，尽早提示用户有针对的检修，从而减少损失。
MTS8000系统具有多种输入输出接口，可以与其他振动监测仪表厂家的设备连接，其接口兼容性较好。
振动测试技术
任务4 振动测试技术铁路工程结构的振动试验中，常有大量的物理量如应力（应变）、位移、速度、加速度等，需要进行量测、记录和分析。
由于结构的动应变与静应变的测量元件、测量方法基本相同，不同之处在于需要采用动态应变仪进行量测。
振动参量可用不同类型的传感器予以感受拾起，并从被测量对象中引出，形成测量信号，将能量通过测量线路发送出去，再通过仪器仪表将振动过程中的物理量进行测量并记录下来。
传感器是振动测试系统中的一个重要组成部分，它具有独立的结构形式。
按照被测物理量来分类，传感器可以分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器；按照工作原理来分类，传感器可以分为机械式传感器和电测传感器（包括磁电式、压电式、电感式、应变式）两大类。
在本节中，主要介绍各类振动参量测试仪器及传感器的基本原理、构造与使用方法。
一、惯性式传感器惯性式传感器有位移、速度及加速度传感器三种。
它的特点是直接对机械量（位移速度、加速度）进行测量，故输入、输出均为机械量。
常用的惯性式位移传感器有：机械式测振仪、地震仪等。
惯性式传感器的工作原理及其特性曲线在振动传感果中最具有代表性，其他类型传感器大都是在此基础上发展而得到的。
在惯性式传感器中，质量弹簧系统将振动参数转换成了质量块相对于仪器壳体的位移，使传感器可以正确反映振动体的位移、速度和加速度。
但由于测试工作的需要，传感器除应正确反映振动体的振动外，还应不失真地将位移、速度和加速度等振动参量转换为电量，以便用电量进行量测。
一般地，桥梁结构、厂房、民用建筑的一阶自振频率在零点几到十几赫兹之间，这就要求传感器具有很低的自振频率。
为降低an，必须加大质量块m。
因此一般惯性式位移传感器的体积较大也较重，使用时对被测系统有一定影响，特别对于一些质量较小的振动体就不太适用。
当被测对象振动频率与惯性式传感器的固有频率之比变化时，可以测量不同的振动参量。
更接近于物此时，测得的壳体位移接近于物体的位移。
若选用较大的阻尼系数，δ体位移，此时惯性式传感器可用于动位移的测量，故称为位移传感器。
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泄漏与窗函数频谱的两侧旁瓣有关，如果使侧瓣的高度 趋于零，而使能量相对集中在主辨，就可以较为接近于真 实的频谱，为此，在时间域中可采用不同的窗函数来截断 信号．
（2） 常用的窗函数
实际应用的窗函数，可分为以下主要类型；
1)幂窗——采用时间变量某种幂次的函数，如矩形、三 角形、梯形或其它时间的高j) e
a
jt
d
Xa ( j) F [ xa (t )]
x (t ) e
jt
dt
u
(b) 频域 采样
数字信号处理
采样定理
u
(1) 频混现 象
(2)采样定理
s 2 m
fs 2 fm
抗混叠滤波器
采样定理
u
u
(3) 信号的复 原 (理想内插)
频谱分析仪
早期的频谱分析仪实质上是一台扫频接收 机，输入信号与本地振荡信号在混频器变频 后，经过一组并联的不同中心频率的带通滤 波器，使输入信号显示在一组带通滤波器限 定的频率轴上。
基于快速傅里叶变换（FFT）的 频谱分析仪
采用数字方法直接由模拟/数字转换器（ADC） 对输入信号取样，再经FFT处理后获得频谱分 布图。据此可知，这种频谱分析仪亦称为实 时频谱分析仪，它的频率范围受到ADC采集速 率和FFT运算速度的限制。
(4) 海明(Hamming)窗
(5)高斯窗
式中a为常数，决定了函数曲线衰减的快慢．a值如果选取 适当，可以使截断点(T为有限值)处的函数值比较小，则截 断造成的影响就比较小，高斯窗谱无负的旁瓣，第一旁瓣 衰减达－55dB．高斯窗谱的主瓣较宽，故而频率分辨力低 ．高斯窗函数常被用来截断一些非周期信号，如指数衰减 信号等．
VM-9502型 袖珍式数字测振仪
用于旋转机器振动的巡测、监测和振动等级评估。 技术参数： 频率范围： 3～1000 Hz（转速范围180～60000rpm）。 振 幅 测 量 范 围 与 准 确 度 ： 位 移 : 0 ～ 1000μ mp-p; 速 度 ： 0 ～ 100mm ／ s ( 真 正 有 效 值 ); 加速度：0～50m/s2 0-p; 准确度: 土5％。 可存储100个测点的振动值，数据永远保存； 具有数字存储、回放、更改、清除功能。
Z Z ( , , , )
线圈与金属的距离 金属体的电阻率、 导磁率、 线圈的激磁电流角频率。
测量电路：
（a) 阻抗分压式调幅电路；
(b) 调频电路
使用优点：接构简单，使用方便，不受油污、介质影响。 应 用：涡流式位移、力、振动测量，NDT，测厚,材质判别。
序号 测量参数
(5)栅栏效应
频域采样以后，只能获得采样点的频率成分，其余的 频率成分一概被舍去，这犹如透过栅栏观赏光景，只能看 到一部分，就可能使一部分有用的频率成分被漏掉，而丢 掉了部分有用信息，此种现象称为栅栏效应．
数字信号处理
信号的截断 能量泄漏 窗函数
u
u
（1） 信号的截断 能量泄漏
截断方法就是将无限长的信号乘以窗函数(window function)．这里“窗”的含义显指透过窗口能够观测 列整个剖“景的一部分，其余被遮蔽(视为零)． 从采样定理可知，无论采样频率多高，只要信号一 经截断，就不可避免地引起混叠，因此信号截断必 然导致一些误差． 原因：窗函数w(t)是一个频带无限的函数，所以 即使原信号x(t)是限带信号，而在截断以后也必 然成为无限带宽的函数，即信号在频域的能量 与分布被扩展了．
安装图示
提要
若轴上为键槽，则探头 零点以轴表面为参考面 ；若轴上为键，则探头 零点以键的顶面为参考 面。 若用一只探头，则安装 在轴的垂直方向；若用 两只探头，则相互成90º 安装。探头之间距离要 大于40mm，以避免相互 干扰。 首先判断轴位移方向， 确定合适的探头位置， 保证轴位移在传感器线 性范围内，探头应在靠 近推力盘处安装。 探头安装在机壳内部时 ，要注意引线用卡子固 定在壳体上，还要注意 穿出机壳处的密封及接 头的密封。
+
0
..
1 ( n )2
[1 ( n ) 2 ]2 [2
n
]2
当 n
1
0
..
2 n
压电式加速度传感器的频率特性曲线
选用与安装
振动位移、速度与加速度的选择与比较
复合式传感器
图1-17 复合式振动传感器示意图
键相传感器
图1-21 相位角的定义
GSP-827 频谱分析仪
技术特点： •高频率稳定度：±5ppm •输入范围：-105dBm～+20dBm •高性能之噪音准位：-140dBm/Hz •解析频宽(RBW)：3K,30K,300K,4MHz •ACPR/OCBW/CH POWER量测 •双窗口同时量测两个频率 •10组完善量测功能游标 •100组带时标的轨迹/设定存储 •RS-232C •设定上下限进行PASS/FAIL比较 •触发功能：VIDE0/EXTERNAL •64K～19.2M的外部参考时钟输入 •AC/DC/BATTERY供电,结构轻巧,携带方便
信号被截断以后,频谱发生了畸变，原来集中在某一 频率处的能量被分散到两个较宽的频带中去了，这 种现象称之为泄漏(Leakage)． 如果增大截断长度T，即矩形窗口加宽，则窗谱将被压缩 变窄．虽然理论上讲，其频谱范围仍为无限宽，但实际上 中心频率以外的频率分量衰减快，因而泄漏误差将减小． 如果窗口无限宽，即不截断，就不存在泄漏误差．
振动测量
振动参数
振动位移测量传感器
电阻, 接触式
电容, 接触式 电感, 非接触式 位 移 测 量 电涡流, 非接触式 差动变压器, 接触式 磁电式, 非接触式
霍尔元件, 非接触式
光敏管, 非接触式
涡流式传感器
涡流式
u
u
原理:涡流效应。块状金属置于变化着的磁场中或者在固定 磁场中运动时，金属体内就要产生感应电流，这种电流的 流线在金属体内是闭合的所以叫做涡流。 原线圈的等效阻抗Z变化
(4) 频域采样定理
T1>2tm
f1 1/(2tm )
在频域中对X进行采样，等效于x(t)在时域中重 复，只要采样间隔不大于1/(2tm)．则在时域中波形 不会产生混叠，用矩形脉冲作选通信号就可以无失 真地恢复原信号x(t)，即应满足关系式fo＜ 1/(2tm) ， 此称为频域采样定理．
T1>2tm
离线检测和在线监测
状态监测系统
系统管理
数据库管理
数据图表显示
数据采集
参数报警
数据库
数据打印输出
图4-1 状态监测系统
监测及分析系统
系统管理
数据库管理
数据图表显示
参数报警 数据采集 设备状态分析 运行状态分析 数据打印输出
数据库
图4-2 状态监测及分析系统
监测、分析及故障诊断系统
系统管理 参数报警 数据采集 设备状态分析 运行状态分析 数据库 数据打印输出 数据库管理
光电传感器
被测量 光 光信号 电信号 可用信号
光源
测量头
光电元件
电子线路
图1-22 光电式传感器基本结构框图
模数转换(A/D转换)
（1）A/D转换过程：1)采样，2)量化， 3)编码。
2)量化
量化步长 R=A/D A=10V D=256
量化误差
3)编码
A RD R ai 2i
i n m
2)三角函数窗——应用三角函数，即正弦或余弦函数等 组合成复合函数，例如汉宁窗、海明窗等；
3)指数窗——采用指数时间函数，例如高斯窗等．
（2） 常用的窗函数
u
(a) 矩形窗
优点是主瓣比较集中；
缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频 干扰和泄漏，甚至出现负谱现象
u
(b) 三角窗
三角窗与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗 的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣
时代TV300便携式测振仪
主要参数测量范围 加速度：0.1～392m/s2 （峰值） 速 度：0.01～80cm/s（有效值） 位 移：0.001～18.1mm（峰～峰值） 允许误差：±5% 使用温度范围：0～45℃ 频率范围
加速度：10Hz～200Hz 10Hz～ 500Hz 10Hz～1KHz 10Hz～10KHz 速 度：10Hz～1KHz 位 移：10Hz～500Hz
图4-6 频谱分析仪
汽轮机安全监视仪表（TSI）
汽轮机安全监视仪表（Turbine Supervisory Instruments），它的主要用途是在线连续监 测汽轮机发电机组运行过程中的状态参数， 并进行越限报警与自动跳闸保护，确保机组 安全可靠运行，是汽轮机设备的重要组成部 分之一
本特利3500
图4-5 便携式测振仪
振通911C存储测振表
911C是计算机化的新一代汉字显示存贮测振表。它 用电池供电，与压电加速度传感器配合可以测量和 存储1000个测点的振动加速度、速度、位移、包络 解调以及它们的参考值。
主要特点
自动量程，测量效率高； 直接给出局部异常，全面磨损或转子轴系故障等诊断 结论； 歪度、峭度值显示； 真有效值和等效峰值检测，测量质量高； 有回忆功能，对每个测点都可存贮和再现四个正常参 考值（加速度峰值，速度有效值，位移峰峰值和包络 解调）以供现场比较； 存储量可达1000组数据（包括序号、加速度、速度、 位移和包络解调的测量值和正常参考值）； 自动定时关机，电池电压低报警，存贮器有断电保护。
(c)汉宁(Hanning)窗
汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和．或者说是3 个sinc(t)型函数之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向 左、右各移动了π／T，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干 扰和漏能．