在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中,現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然發(fā)展趨勢,而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器,它是整個(gè)測試系統(tǒng)的靈魂,被世界各國列為尖端技術(shù),特別是近幾年快速發(fā)展的IC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益,且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。
一、工程振動(dòng)測試方法
在工程振動(dòng)測試領(lǐng)域中,測試手段與方法多種多樣,但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分,可以分成三類。
1、機(jī)械式測量方法
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號(hào),再經(jīng)機(jī)械系統(tǒng)放大后,進(jìn)行測量、記錄,常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀,它能測量的頻率較低,精度也較差。但在現(xiàn)場測試時(shí)較為簡單方便。
2、光學(xué)式測量方法
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào),經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后顯示和記錄。如讀數(shù)顯微鏡和激光測振儀等。
3、電測方法
將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄。電測法的要點(diǎn)在于先將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量(電動(dòng)勢、電荷、及其它電量),然后再對電量進(jìn)行測量,從而得到所要測量的機(jī)械量。這是目前應(yīng)用得最廣泛的測量方法。
上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同,但是,組成的測量系統(tǒng)基本相同,它們都包含拾振、測量放大線路和顯示記錄三個(gè)環(huán)節(jié)。
1、拾振環(huán)節(jié)。把被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、光學(xué)的或電的信號(hào),完成這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器。
2、測量線路。測量線路的種類甚多,它們都是針對各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的。比如,專配壓電式傳感器的測量線路有電壓放大器、電荷放大器等;此外,還有積分線路、微分線路、濾波線路、歸一化裝置等等。
3、信號(hào)分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)。從測量線路輸出的電壓信號(hào),可按測量的要求輸入給信號(hào)分析儀或輸送給顯示儀器(如電子電壓表、示波器、相位計(jì)等)、記錄設(shè)備(如光線示波器、磁帶記錄儀、X—Y 記錄儀等)等。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上,然后再輸入到信號(hào)分析儀進(jìn)行各種分析處理,從而得到最終結(jié)果。
二、傳感器的機(jī)械接收原理
振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一,它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。
振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏,而是將原始要測的機(jī)械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量,然后由機(jī)械接收部分加以接收,形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量,最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。