Clasificación de sensores de vibración

Tipo relativo

El sensor eléctrico se basa en el principio de inducción electromagnética, es decir, cuando un conductor en movimiento corta líneas de fuerza magnéticas en un campo magnético fijo, se genera una fuerza electromotriz. inducidos en ambos extremos del conductor. Por lo tanto, estos sensores producidos según este principio se denominan sensores electrodinámicos.

El sensor eléctrico relativo es un sensor de desplazamiento basado en el principio de recepción mecánica. Dado que la ley de inducción electromagnética se aplica en el principio de conversión electromecánica, la fuerza electromotriz generada es proporcional a la velocidad de vibración medida, por lo que es. en realidad un sensor de velocidad.

Tipo de corrientes de Foucault

El sensor de corrientes de Foucault es un sensor relativo sin contacto que mide la vibración de un objeto a través del cambio de distancia entre el extremo del sensor y el objeto que está siendo medidos de desplazamiento o amplitud. Los sensores de corrientes parásitas tienen las ventajas de un amplio rango de frecuencia (0 ~ 10 kHz), un amplio rango de trabajo lineal, alta sensibilidad y medición sin contacto. Se utilizan principalmente en la medición de desplazamiento estático, medición de desplazamiento de vibración y medición de vibración. Ejes giratorios en maquinaria rotativa.

Tipo inductivo

Basado en el principio de recepción mecánica relativa del sensor, el sensor inductivo puede convertir cambios en los parámetros de vibración mecánica medidos en cambios en señales de parámetros eléctricos. Por lo tanto, existen dos formas de sensores inductivos, uno es de espacio variable y el otro es de área de permeabilidad magnética variable.

Capacitivos

Los sensores capacitivos generalmente se dividen en dos tipos. Es decir, tipo de brecha variable y tipo de área común variable. El tipo de espacio variable puede medir el desplazamiento de la vibración lineal. El tipo de área variable puede medir el desplazamiento angular de la vibración torsional.

Tipo inercial

El sensor eléctrico inercial está compuesto por una parte fija, una parte móvil y una parte de resorte de soporte. Para que el sensor funcione en el estado de sensor de desplazamiento, la masa de su parte móvil debe ser lo suficientemente grande y la rigidez del resorte de soporte debe ser lo suficientemente pequeña, es decir, el sensor debe tener una frecuencia natural lo suficientemente baja.

Según la ley de la inducción electromagnética, la fuerza electromotriz inducida es: u=Blx&r

Donde B es la densidad de flujo magnético, l es la longitud efectiva de la bobina en el campo magnético campo, r x& es la velocidad relativa de la bobina en el campo magnético.

En términos de estructura del sensor, el sensor eléctrico inercial es un sensor de desplazamiento. Sin embargo, dado que la señal eléctrica que emite se genera por inducción electromagnética, de acuerdo con la ley eléctrica de la inducción electromagnética, cuando la bobina hace un movimiento relativo en el campo magnético, la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la velocidad a la que la bobina corta el campo magnético. líneas de fuerza. Por lo tanto, en lo que respecta a la señal de salida del sensor, la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la velocidad de vibración medida, por lo que en realidad es un sensor de velocidad.

Piezoeléctrico

La parte receptora mecánica del sensor de aceleración piezoeléctrico es un principio de recepción mecánica de aceleración inercial, y la parte electromecánica utiliza el efecto piezoeléctrico positivo del cristal piezoeléctrico. El principio es que ciertos cristales (como cerámicas polarizadas artificialmente, cristales de cuarzo piezoeléctricos, etc., diferentes materiales piezoeléctricos tienen diferentes coeficientes piezoeléctricos, que generalmente se pueden encontrar en la tabla de rendimiento de materiales piezoeléctricos) ejercen una fuerza externa en una determinada dirección. Si se actúa sobre él o se deforma, se generarán cargas en su superficie de cristal o superficie de polarización. Esta transformación de energía mecánica (fuerza, deformación) a energía eléctrica (carga, campo eléctrico) se denomina efecto piezoeléctrico positivo. La conversión de energía eléctrica (campo eléctrico, voltaje) a energía mecánica (deformación, fuerza) se denomina efecto piezoeléctrico inverso.

Por lo tanto, el efecto piezoeléctrico del cristal se puede utilizar para fabricar una celda de carga en la medición de vibraciones, ya que la fuerza sobre el cristal piezoeléctrico es la fuerza de inercia involucrada en el bloque de masa inercial, el número de cargas. generado es igual a La magnitud de la aceleración es proporcional, por lo que el sensor piezoeléctrico es un sensor de aceleración.

Fuerza piezoeléctrica

En los ensayos de vibración, además de medir la vibración, muchas veces es necesario medir la fuerza de excitación dinámica ejercida sobre la muestra. Los sensores de fuerza piezoeléctricos tienen las ventajas de un amplio rango de frecuencia, un gran rango dinámico, un tamaño pequeño y un peso ligero, por lo que se utilizan ampliamente. El principio de funcionamiento del sensor de fuerza piezoeléctrico es utilizar el efecto piezoeléctrico del cristal piezoeléctrico, es decir, la señal de carga de salida del sensor de fuerza piezoeléctrico es proporcional a la fuerza externa.

Cabezal de impedancia

El cabezal de impedancia es un sensor completo. Integra un sensor de fuerza piezoeléctrico y un sensor de aceleración piezoeléctrico, y su función es medir la fuerza de excitación en el punto de transmisión de fuerza mientras mide la respuesta de movimiento del punto. Por lo tanto, el cabezal de impedancia consta de dos partes, una parte es el sensor de fuerza y ​​la otra parte es el sensor de aceleración. Su ventaja es que asegura que la respuesta del punto de medición sea la respuesta del punto de excitación. Cuando esté en uso, conecte el cabezal pequeño (extremo de medición de fuerza) a la estructura y el cabezal grande (que mide la aceleración) a la varilla de aplicación de fuerza del excitador. Mida la señal de fuerza de excitación desde el "terminal de salida de señal de fuerza" y mida la señal de respuesta de aceleración desde el "terminal de salida de señal de aceleración".

Tenga en cuenta que el cabezal de impedancia generalmente solo puede soportar cargas ligeras y, por lo tanto, solo puede usarse para medir estructuras livianas, componentes mecánicos y muestras de materiales. Ya sea un sensor de fuerza o un cabezal de impedancia, su elemento de conversión de señal es un cristal piezoeléctrico, por lo que su circuito de medición debe ser un amplificador de voltaje o un amplificador de carga.

Extensímetro de resistencia

El sensor extensímetro de resistencia convierte la vibración mecánica medida en el cambio en la resistencia del elemento sensor. Hay muchas formas de elementos sensores que realizan esta conversión electromecánica, el más común de los cuales es el sensor de deformación por resistencia.

El principio de funcionamiento del medidor de tensión de resistencia es: cuando el medidor de tensión se pega en una determinada muestra, la muestra se deforma por la fuerza y ​​la longitud original del medidor de tensión cambia, por lo tanto, el valor de resistencia de los cambios del medidor de tensión. Los experimentos han demostrado que cuando la muestra está dentro del rango elástico del medidor de tensión, el cambio relativo en la resistencia del medidor de tensión es proporcional al cambio relativo en su longitud.

Láser

El sensor láser es un sensor que utiliza tecnología láser para medir. Consta de láser, detector láser y circuito de medición. El sensor láser es un nuevo tipo de instrumento de medición. Sus ventajas son que puede lograr mediciones de larga distancia sin contacto, velocidad rápida, alta precisión, amplio rango de medición, fuerte resistencia a la luz y a las interferencias eléctricas, etc. Es muy adecuado para Aplicaciones de medición sin contacto en la industria y laboratorios.