速度傳感器是一種非常流行的傳感器或傳感器，用于監(jiān)視旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)。這種類型的振動(dòng)傳感器可以很容易地安裝在機(jī)器上，并且其成本通常低于其他傳感器。由于這兩個(gè)原因，這種類型的傳感器是通用機(jī)器應(yīng)用的理想選擇。速度傳感器在旋轉(zhuǎn)機(jī)器上用作振動(dòng)傳感器已經(jīng)很長時(shí)間了，今天它們?nèi)栽诙喾N應(yīng)用中使用。速度傳感器具有多種不同的物理配置和輸出靈敏度。
工作原理
當(dāng)線圈中的導(dǎo)線穿過磁場時(shí)，會(huì)在線圈的兩端導(dǎo)線之間感應(yīng)出電壓。感應(yīng)電壓是由能量從磁體的磁通場到線圈的傳遞引起的。當(dāng)線圈因振動(dòng)而被迫通過磁場時(shí)，會(huì)產(chǎn)生代表振動(dòng)的電壓信號(hào)。
信號(hào)約定
振動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的速度信號(hào)通常本質(zhì)上是正弦波的。換句話說，在一個(gè)振動(dòng)周期中，信號(hào)在一個(gè)周期中兩次達(dá)到最大值。第二最大值的大小等于第一最大值，但是方向相反。根據(jù)定義，只能在一個(gè)方向上測量速度。因此，速度測量值通常以零到峰值的RMS單位表示。RMS單位可以在永久性監(jiān)視器安裝中指定，以允許與從便攜式數(shù)據(jù)收集器收集的信息相關(guān)。
要考慮的另一種約定是，朝向速度傳感器底部的運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生正向輸出信號(hào)。換句話說，如果將換能器保持在其敏感軸上并輕敲底座，則在最初輕按時(shí)輸出信號(hào)將為正。
結(jié)構(gòu)
換能器構(gòu)造速度傳感器是一種自發(fā)電傳感器，不需要外部設(shè)備即可產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。這種類型的傳感器由三部分組成：永磁體，金屬絲線圈和用于金屬絲線圈的彈簧支撐。拾音器中充滿了油以減輕彈簧作用。
由于重力的作用，速度傳感器的制造方式與水平軸或垂直軸不同。考慮到這一點(diǎn)，在將這些傳感器應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械時(shí)，必須考慮速度傳感器的敏感軸。速度傳感器還容易受到橫軸振動(dòng)的影響，如果振動(dòng)過大，可能會(huì)損壞速度傳感器。
將線材纏繞到空心線軸上以形成線圈。有時(shí)，線圈繞線（繞一個(gè)方向，然后沿相反的方向）以抵消外部電場。線軸由薄的扁平彈簧支撐，可將其準(zhǔn)確地定位在永磁體的磁場中。
特別注意事項(xiàng)
傳感器數(shù)量
所有振動(dòng)傳感器都沿其主軸測量運(yùn)動(dòng)。在選擇傳感器數(shù)量時(shí)應(yīng)考慮這一事實(shí)。由于機(jī)殼的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上的振動(dòng)信號(hào)可能會(huì)有所不同。在可行的情況下，應(yīng)將速度傳感器安裝在垂直，水平和軸向平面中，以測量三個(gè)方向的振動(dòng)。這三個(gè)傳感器將提供振動(dòng)信號(hào)的完整定義。
安裝
為了獲得最佳的頻率響應(yīng)，安裝位置必須平坦且比速度傳感器大10％，或者使用單獨(dú)的安裝外殼。需要對(duì)表面進(jìn)行鉆孔和攻絲以適應(yīng)傳感器的安裝。
靈敏度
某些速度傳感器在旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用中具有任何振動(dòng)傳感器最高的輸出靈敏??度。靈敏度因制造商而異。在感應(yīng)電噪聲成為問題的情況下，較高的輸出靈敏??度很有用。對(duì)于給定的振動(dòng)水平，較大的信號(hào)受噪聲水平的影響較小。下面列出了一些具有靈敏度的速度傳感器：
靈敏度
STI CMCPWIL793V 100毫伏/英寸/秒
頻率響應(yīng)
速度傳感器會(huì)因制造商而異。但是，大多數(shù)拾音器的頻率響應(yīng)范圍為10至1000 hz。在為旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用選擇速度傳感器時(shí)，這是一個(gè)重要的考慮因素。拾音器的頻率響應(yīng)必須在機(jī)器的預(yù)期振動(dòng)頻率范圍內(nèi)。由于線軸的支撐彈簧，在頻率響應(yīng)曲線的下端會(huì)發(fā)生自然的機(jī)械共振。傳感器內(nèi)含的油或通過線圈導(dǎo)線兩端的分流電阻器可抑制這種共振。
校準(zhǔn)
不需要對(duì)速度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，但是，每年應(yīng)將傳感器從服務(wù)中移除以進(jìn)行校準(zhǔn)驗(yàn)證。需要進(jìn)行驗(yàn)證，因?yàn)樗俣葌鞲衅魇俏ㄒ痪哂袃?nèi)部運(yùn)動(dòng)部件而容易遭受疲勞破壞的工業(yè)振動(dòng)傳感器。
該驗(yàn)證應(yīng)包括靈敏度響應(yīng)與頻率測試。該測試將確定內(nèi)部彈簧和阻尼系統(tǒng)是否由于熱和振動(dòng)而退化。該測試應(yīng)使用能夠進(jìn)行可變幅度和頻率測試的振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行。
儀器線
下表是應(yīng)用于儀器現(xiàn)場布線的Belden?電纜的部分列表。這些部件號(hào)可能與其他制造商的等效電纜交叉引用。列出的電纜是聚乙烯絕緣的，雙絞的，帶Beldfoil屏蔽層，排擾線和PVC護(hù)套。
公共點(diǎn)接地
為防止接地環(huán)路產(chǎn)生系統(tǒng)噪聲，必須僅在一個(gè)位置將系統(tǒng)公共，接地和儀器導(dǎo)線屏蔽層接地。在大多數(shù)情況下，建議在Monitor位置連接公共端，接地和屏蔽層。這意味著所有公共，接地和屏蔽必須在機(jī)器上懸空或未連接。
有時(shí)，由于安裝方法的原因，儀表線的屏蔽層在機(jī)殼處而不是在顯示器處接地。在這種情況下，所有儀表線的屏蔽層都必須懸空或未在監(jiān)視器上連接。
導(dǎo)管
所有安裝中均應(yīng)提供專用的剛性導(dǎo)管，以保護(hù)機(jī)械和噪音。導(dǎo)管應(yīng)為金屬，并與每個(gè)段直接接觸。所有金屬接線盒和配件應(yīng)與導(dǎo)管直接接觸。使用這種類型的安裝，可以建立單個(gè)接地點(diǎn)。
為了便于卸下速度傳感器，應(yīng)在傳感器附近放置一個(gè)帶有隔離端子條的接線盒。剛性導(dǎo)管應(yīng)連接到接線盒，而拾取器的最終導(dǎo)管可以是金屬撓性導(dǎo)管。
