振動信號傳感器：關(guān)于振動傳感器信號問題
這種傳感器主要有2種原理，一個是壓電式、一個是壓阻式，
如果傳感器的信號頻率很高一般會用壓電式，這種傳感器產(chǎn)生的信號時電荷類型，因此需要電荷放大器，如果你的二次儀表內(nèi)置了電荷放大器，那你只能用示波器讀取它，它的顯著特點(diǎn)是采用了同軸電纜作為信號線。BNC接頭。單位是PC/G 你需要自己計算大概的輸出，振動的參考一般是重力加速度，即G，如果是真正的震動信號一般只采集到2K就差不多了。 再高就叫做沖擊傳感器了，沖擊傳感器頻率高，能量小，g值大。
如果是壓阻式傳感器，一般他是一個惠斯通電橋，這個電橋由四個電阻組成，只是需要大多數(shù)壓阻式傳感器采用半導(dǎo)體技術(shù)，會有方向性，因為存在PN結(jié)的效用，所以不能隨便找某一對當(dāng)供電，某一對當(dāng)輸出，要根據(jù)定義來，除非你了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如果你想測，那只有一個辦法，就是連接好后，將繁用表測量各點(diǎn)電壓，用電流表測各個線路的電流，一般傳感器都采用恒流源或者恒壓原供電，可以初步判斷供電情況。然后另外兩個線的輸出，通過翻轉(zhuǎn)傳感器，可以判斷傳感器輸出的變化，這個變化就是1個重力加速度的變化，也就是你傳感器的靈敏度。
振動信號傳感器：工程振動領(lǐng)域中，傳感器采集到的振動信號與其中的噪聲是什么關(guān)系呢？
很好奇有什么定性的關(guān)系嗎，如果有的話通常降噪的同時應(yīng)該如何處理噪聲信號中的微弱真值信號呢，以達(dá)到提高信噪比
可以確定的講：傳感器采集到的振動信號與噪聲干擾信號沒有定性關(guān)系。
要分析振動信號中噪聲信號的來源，首先要對測量鏈比較熟悉，測量鏈一般傳感器、導(dǎo)線、信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集儀組成，整個測量鏈都可能引入噪聲，比如傳感器分辨率引起的噪聲，干擾引起的噪聲（如工頻干擾），信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集儀的本底噪聲等等。
工程測量中，更多的是在測量之前要選擇合適的測試系統(tǒng)和測試方法保證噪聲在可控的范圍之內(nèi)。
除此之外，有工程經(jīng)驗的工程師對信號中的噪聲也能有所判斷，可以使用多種信號處理方法（如去除趨勢項，濾波等等）去除噪聲。
謝邀。振動信號是由機(jī)械振動的物體在磁場中運(yùn)動（往復(fù)運(yùn)動），其運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換成電流與電壓，也就是切割磁力線，或者是由壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)化成電流與電壓。而噪聲是電路中的熱量轉(zhuǎn)化而來，或者是所用直流電源中含交流成份。因此，給電路降溫，或者改用好的直流電源后，噪聲能明顯下降，振動信號能相對增強(qiáng)。
謝邀,這是個好問題,也是很多很多的入行信號狗想問的一個問題,但實(shí)際上題主所說的"降噪的同時應(yīng)該如何處理噪聲信號中的微弱真值信號"本質(zhì)上來說仍然是信號處理中絕大部分時候我們要面對的一個最本質(zhì)的問題:
"如何獲取我們感興趣的信息"
這句話是信號處理的核心思想,注意我上面的字眼,是獲取我們感興趣的信息,而不是如何濾波或消噪,因為提取信息我們不僅僅一定用的是濾波器方法,在這基礎(chǔ)上,一系列的濾波,消噪,增強(qiáng),時頻分析，倒譜，信號重建方法,乃至于我們使用統(tǒng)計模型或機(jī)器學(xué)習(xí)方法GAN網(wǎng)絡(luò)去重建信號,都是為了盡可能的獲取到我們感興趣的信息.
但非常遺憾的是,信號是不是噪聲帶有非常強(qiáng)烈的主觀性,就比如一首歌(不管是人聲還是樂器,都是機(jī)械震動信號),那么,人聲和背景伴奏到底哪個才是噪聲呢,顯然的,對于想分析這個人聲音頻域特性的這件事來說,伴奏就是噪聲了,是我們不需要的信息,然而對于本身就想提取伴奏用于卡拉OK KTV時,人聲就是我們不需要的信息了,那么這個時候,人聲就是噪聲,因此在信號處理中,我們無法找到一種"全能"的濾波或增強(qiáng)辦法,直接幫我們區(qū)分什么是噪聲什么是有用信號,但不用擔(dān)心,信號處理的知識體系大廈經(jīng)過了那么多年的發(fā)展,在相當(dāng)大部分的情況下,我們都有非常多的手段去提取那些我們感興趣的信息,就拿剛剛說的人聲和伴奏舉個栗子
上圖是使用PainterEngine SoundLab分析二刺螈洗腦神曲白金Disco的STFT時頻圖,觀察方框內(nèi)一條一條等間距出現(xiàn)的亮線,不賣關(guān)子,這就是人聲(共振峰),在頻域能量圖中,體現(xiàn)為一條條等間距出現(xiàn)的波峰
而背景音樂的頻域特性和人聲的頻域特性,在頻譜圖中有著很強(qiáng)的辨識度
你可以看到,背景音樂(藍(lán)色方框)和人聲(紅色方框)在圖像上還是很容易分辨出來的,為什么會這樣呢,這得益于一個初中物理的一個固有頻域的概念:
物體做自由振動時，其位移隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化，振動的頻率與初始條件無關(guān)，而僅與系統(tǒng)的固有特性有關(guān)（如質(zhì)量、形狀、材質(zhì)等），稱為固有頻率，其對應(yīng)周期稱為固有周期。
當(dāng)人發(fā)濁音的時候,人的聲帶震動,因駐波的關(guān)系,形成一系列等間距頻率的能量高點(diǎn),因此,共振峰就是這樣形成的,實(shí)際上不僅僅是人聲,小提琴,二胡.....都有這樣的特性,當(dāng)然,鼓點(diǎn),響板,鋼琴,在頻域上體現(xiàn)為一條豎直的亮線,,但如果進(jìn)一步提高信號的采樣頻率,也可以觀察到這種特性,于是將這個概念拓展到工程應(yīng)用上,不同尺寸的鋼管齒輪,汽車部件,內(nèi)部由裂痕和沒有裂痕的固件,其固有頻率都不一樣,因此,這也讓機(jī)械探傷,結(jié)構(gòu)掃描,乃至于從地震波分析巖層結(jié)構(gòu)成為了可能,而基于上面這個理念,也奠定了至少一半的濾波消噪的分析方法的理論基礎(chǔ)，將不同固有頻率的信號分離開來。
盡管這種消噪的方法有很多，基于個人的信號處理經(jīng)驗并結(jié)合數(shù)字語音信號處理（這塊個人認(rèn)為很多方法比較經(jīng)典，在機(jī)械工程應(yīng)用中很多方法是通用的），簡單概述幾種比較常用的消噪或者說增強(qiáng)方法，當(dāng)然我仍然同意科普并不全等于科學(xué)，為了盡可能讓內(nèi)容讀起來通俗易懂，我會刪除一些細(xì)節(jié)上的東西，如果有錯誤，希望其它大神同行不吝指出：
1.依據(jù)振動方向
先來個最直接了當(dāng)?shù)模褂眉铀俣葌鞲衅骰蛘哒饎觽鞲衅鞑杉卣鹦盘枺瑢τ跈M波縱波其在三維方向的振動方向不一樣，顯然基于這一點(diǎn)如果我們需要的是縱波信號，根據(jù)振動方向設(shè)定一個閾值將橫波剔除就行了，不需要什么頻域分析方法。
2.設(shè)置能量閾值
如果采集信號的能量過小，提取我們感興趣的信號的難度會加大，因為環(huán)境噪聲的干擾也可能隨之加大，因此設(shè)置一個能量閾值，一般情況下會把那些能量過小的閾值信號直接拋棄掉。
3.譜減法
坐好了，我們開始加速了，不用擔(dān)心，我們現(xiàn)在先說的這個譜減法仍然是消噪里一個非常經(jīng)典而且簡單的令人發(fā)指的消噪方法，它基于一個非常簡單粗暴的原理
噪聲是加性的。
因此在沒有有效信號的時候，我們采集環(huán)境的噪聲譜，之后的濾波算法中，直接減去這個噪聲譜就可以了，關(guān)于這一方面比較流行的做法是使用相關(guān)域（correlation domain）或者是頻域方法進(jìn)行譜減。[1][2]
4.基于統(tǒng)計模型
就從之前舉的這個栗子我們可以看到,例如人聲信號具有很強(qiáng)的頻域特性,因此這也讓我們使用某種函數(shù)(線性或非線性)去擬合或者重建一個純凈信號提供了可能,簡單來說,我們需要使用某些或某種濾波信號盡可能地提取信號的某些參數(shù),然后依據(jù)這些參數(shù)去重建一個純凈信號,在之前多使用MMSE(最小均方誤差)方法及Winner濾波算法配合例如語音信號處理的MFCC,cspstrum分析方法來完成這項工作,現(xiàn)在基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法并使用GAN進(jìn)行重建也是筆者非常看好的一個趨勢.voice conversion challenge已經(jīng)有非常多的team使用這一方法來完成sounds rebuild.[3]
5.子空間算法
子空間算法基于這樣一個理論,在歐式空間中,純凈信號的分布可能局限在帶噪信號的子空間中,例如經(jīng)典的SVD和EVD方法,因為機(jī)器學(xué)習(xí)的熱門,因此關(guān)于這點(diǎn),百度已經(jīng)有非常非常非常非常多的相關(guān)資料了并且現(xiàn)在已經(jīng)12點(diǎn)半我急著恰飯,因此我就不貼references了.
最后簡短的總結(jié)一下
信號處理的核心是獲取我們感興趣的信息,因此,不論是消噪增強(qiáng)特征提取都基于一個很強(qiáng)的目的性,就是我們需要的信號具體有哪些區(qū)別于其它信號的特征,基于這點(diǎn),選用合適的數(shù)學(xué)分析方法再進(jìn)一步入手。不論是何種信號，大致如是。
振動傳感器信號問題 第1張" title="振動信號傳感器：關(guān)于振動傳感器信號問題 第1張-傳感器知識網(wǎng)"/>
振動信號傳感器：振動傳感器輸出什么信號
振動傳感器輸出什么信號
發(fā)布人：稱重傳感器 發(fā)布時間：2020-4-26 17:04:26 點(diǎn)擊量：4463
振動傳感器是什么？
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)。
振動傳感器的分類
①相對式
②電渦流式
③電感式
④電容式
⑤慣性式
⑥慣性式
⑦壓電式力
⑧阻抗頭
⑨電阻應(yīng)變式
⑩電阻應(yīng)變式
振動傳感器的結(jié)構(gòu)圖：
振動傳感器的技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)
線性量程：0～1000mm，共12種規(guī)格（詳見技術(shù)指標(biāo)及尺寸表）
初級阻抗：不小于500Ω（振蕩頻率為2KHz）
非線性度：不大于0.5％F.S
工作溫度:普通型-40°～150°C;高溫型-40°～210°C(250°C持續(xù)30分鐘)
溫漂系數(shù):小于0.03％F.S°C
引出線:三根特氟隆絕緣護(hù)套線，外有不銹鋼護(hù)套軟管。
耐受振動：20g(可達(dá)2KHz)
振動傳感器輸出什么信號
VS-2振動速度傳感器輸出的信號是電壓信號。
VS-2振動速度傳感器輸出的是電壓值，而且大小和振動速度成正比，但是比例關(guān)系就不能一概而論了，看傳感器的特性曲線而
定，傳感器的鑒定證書里應(yīng)該有這個圖表，但是在特性曲線的線性區(qū)域可以有相對固定的比例關(guān)系，就是傳感器的靈敏度，單
位是（mm/s）/mV。一般來說傳感器輸出的直接量是電荷，經(jīng)過電荷調(diào)理器、放大器等轉(zhuǎn)換成電壓信號，而且是直流電壓信
號，自然不能用交流電壓表測量。就算是用直流電壓表測量，顯示的也不是振動速度，而是電壓信號，一般是用軟件把這個電
壓信號按照傳感器的特性換算成被測量的速度信號，所以通常我們在使用速度傳感器時得到的就是速度信號，而不是電荷或電
壓信號。
VS-2振動速度傳感器輸出的速度信號配接振動監(jiān)控保護(hù)儀或振動變送器，振動監(jiān)控保護(hù)儀或振動變送器可以直接輸出標(biāo)準(zhǔn)4-
20mA電流信號，送給PLC、DCS和DEH系統(tǒng)等。
影響振動傳感器輸出信號的因素
振動傳感器在生活中的很多地方都有所應(yīng)用，但是在使用的過程中，有時它的輸出信號會受到干擾，所以在使用之前，需要對
影響它輸出信號的因素有基本的了解，下面就給大家具體的介紹一下。
1、 射頻干擾干擾：主要是大型動力設(shè)備的啟動、操作停止時產(chǎn)生的干擾以及高次諧波干擾。
2、靜電感應(yīng)干擾：是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容，使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去，
有時候也被稱為電容性耦合。
3、電磁感應(yīng)干擾：當(dāng)兩個電路之間有互感存在時，一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路，這一現(xiàn)象稱為電磁
感應(yīng)。這種情況在傳感器使用的時候經(jīng)常遇到，尤為注意。
4、漏電流感應(yīng)干擾：由于電子線路內(nèi)部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內(nèi)部介質(zhì)或外殼等絕緣不良，特別是傳感器的
應(yīng)用環(huán)境濕度增大，導(dǎo)致絕緣體的絕緣電阻下降，這時漏電電流會增加，由此引發(fā)干擾。尤其當(dāng)漏電流流入到測量電路的輸入
級時，其影響就特別嚴(yán)重。
5、其他干擾：主要指的是系統(tǒng)工作環(huán)境差，還容易受到機(jī)械干擾、熱干擾和化學(xué)干擾等等。
振動傳感器【蘭瑟】相關(guān)品牌：
美國DYTRAN 3056B2振動傳感器
德國ALTHEN振動傳感器
美國CTC振動傳感器
傳感器相關(guān)資料如下：
變頻器的接線方法和注意事項
稱重顯示控制器實(shí)際操作步驟
托利多稱重顯示控制器實(shí)際操作步驟
德國HBM稱重顯示控制儀表安裝使用注意事項
上一篇:美國CTC振動傳感器是干什么的_美國CTC振動傳感器工作原理介紹
下一篇:美國CTC振動傳感器輸出什么信號
振動信號傳感器：振動診斷技術(shù)
原標(biāo)題：振動診斷技術(shù)
機(jī)械振動是工業(yè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中常見的一種現(xiàn)象，一般情況下機(jī)械振動都是有害的，因為振動會破壞機(jī)械的正常運(yùn)作。因此，利用振動信號判斷設(shè)備的故障狀態(tài)越來越受到重視，如果機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障而未能監(jiān)測出來，結(jié)果不僅會影響設(shè)備的壽命更有可能帶來更大的損失。所以，基于振動信號的機(jī)械設(shè)備故障診斷成為監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的一種主要形式。
機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測信號是反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行正常與否的信息載體，而振動信號是設(shè)備主要的監(jiān)測信號之一。基于振動信號的故障監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)步驟是：振動數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)預(yù)處理，通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。
01
振動信號采集
機(jī)械設(shè)備振動信號的采集通常選用振動傳感器。振動傳感器作為傳感器的一種，在工業(yè)中主要用來檢測機(jī)械設(shè)備在工作中的振動情況，進(jìn)而確定設(shè)備有無故障。基于振動傳感器的特性，其在預(yù)測性維護(hù)中發(fā)揮了重要作用。例如我們可以根據(jù)電機(jī)的振動信號，通過進(jìn)行時頻分析發(fā)現(xiàn)電機(jī)存在的問題如電機(jī)不平衡，不對中等問題，從而可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)所說的零停機(jī)狀況。
常見的振動傳感器有：加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器，不同的傳感器適用的工業(yè)應(yīng)用場景不同。
位移傳感器：所測頻率為0～10kHz，在此范圍內(nèi)能給出準(zhǔn)確的低頻振幅及相位；
速度傳感器：所測頻率為5～2kHz，能對中頻的振動產(chǎn)生較強(qiáng)的信號；
加速度傳感器：所測頻率為5～20kHz，高頻范圍信號較強(qiáng)。
振動傳感器應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，基本每個行業(yè)都可以用到。例如造紙業(yè)，煤炭行業(yè)，建筑行業(yè)。設(shè)備的振動信號通過加速度采集，傳感器將設(shè)備的實(shí)時振動數(shù)據(jù)傳輸給采集終端，采集終端將數(shù)據(jù)傳輸給我們的數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
02
數(shù)據(jù)預(yù)處理
振動采集過程中，往往存在多種干擾，導(dǎo)致得到的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，將偏離真實(shí)數(shù)值。因此在完成振動信號采集之后，應(yīng)當(dāng)對采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可用性，并分析振動信號的隨機(jī)性，從而確定具體的處理手段。
設(shè)備的振動信號往往是一雜亂無章的信號，要直接通過振動原始數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行故障診斷有一定的難度。所以，應(yīng)當(dāng)對采集到的振動信號進(jìn)行預(yù)處理。常用的振動信號預(yù)處理算法包括：算術(shù)平均值法、加權(quán)平均值法、五點(diǎn)三次平滑法、滑動平均值法、中值法、模糊控制法等。
03
數(shù)據(jù)的分析
對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的主要用途是，判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及利用振動數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備故障診斷。振動數(shù)據(jù)分析主要有時域分析和頻域分析。
時域分析：
振動時域參數(shù)分析是對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障檢測和診斷的簡易方法，時域波形是經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器去噪處理后的信號，包含較多的信息量。在時域診斷中，常常采用的特征參數(shù)有：均值、均方根值、峰值、峭度指標(biāo)、波形指標(biāo)、脈沖因子、裕度系數(shù)……，通過監(jiān)測這些特征參數(shù)是否超過設(shè)定的閾值，來診斷傳動部件是否發(fā)生機(jī)械故障。幅域參數(shù)一般分為有量綱和無量綱兩種類型的指標(biāo)。
除去常用的時域特征參數(shù)之外，時域波形也是判斷設(shè)備故障的一種主要方法。下圖是電機(jī)實(shí)時振動波形圖，橫坐標(biāo)是時間單位秒 (S)，縱坐標(biāo)是加速度幅值單位 (m/s2)。
電機(jī)實(shí)時振動波形圖
均值：又可稱為直流分量，是用來評價信號是否穩(wěn)定。表征了振動信號變化的中心波動，是信號的常量分量。
均方根值：也叫方均根值。它是對信號先平方，再求取平均值后開方得到的，對沒有規(guī)律的信號比較有用。
峭度指標(biāo)：反映振動信號中的沖擊特征。峭度指標(biāo)對信號中的沖擊特征很敏感，正常情況下應(yīng)該值在3左右，如果這個值接近4或超過4，則說明機(jī)械的運(yùn)動狀況中存在沖擊性振動。
頻域分析：
時域振動信號的頻譜分析是目前所知的研究故障特征方法中基礎(chǔ)的方法之一，可以在頻譜中獲得比較全面的故障信息。在頻域中，主要從幅值頻譜、功率頻譜、倒頻譜、包絡(luò)譜等頻譜中分析。頻譜圖橫坐標(biāo)代表振動信號的頻率單位赫茲 (Hz)，縱坐標(biāo)代表頻率幅值。
幅值頻譜就是對傳感器釆樣所得的原始信號經(jīng)處理后的振動信號進(jìn)行一次傅立葉變換 (FFT)，計算并畫出該時域振動信號的頻率圖譜如下圖所示。
功率譜：
在頻域中表現(xiàn)對信號功率的分布，即體現(xiàn)出振動信號能量的大小情況。功率譜包括互功率譜和自功率譜兩種頻譜，它的頻譜包含的信息和幅值譜是一樣的，因為它是幅值的平方，所以比幅值譜的突出頻率更加清晰。
倒頻譜：
又叫二次頻譜，可以有效地檢測出復(fù)雜頻譜中的周期成分。倒頻譜通常用在機(jī)械振動中，為了對故障進(jìn)行檢測和診斷，所以它在振動信號分析方面應(yīng)用的較多。倒頻譜有以下特點(diǎn)：
通過倒頻譜分析，能夠識別出信號中不同頻率分量，找到對診斷來說比較重要的周期成分；
倒譜能分離諧波和邊頻帶分量。
倒譜實(shí)現(xiàn)流程圖
綜上，利用振動信號對故障進(jìn)行診斷，是設(shè)備故障診斷方法中有效、常用的方法。機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的振動及其特征信息，是反映系統(tǒng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的主要信號。因此，通過各種動態(tài)測試儀器拾取、記錄和分析動態(tài)信號，是進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要途徑。返回搜狐，查看更多
責(zé)任編輯：
