振动传感器选型

拓芯电子TX9系列振动传感器选型指标

横向效应：当测量某个方向的振动时，信号输出应该全为振动感知方向，但实际上在与该方向垂直的方向也有信号输出，这种效应称为横向效应。横向效应灵敏度越低，性能越好，但是相对而言，传感器都存在一定的横向效应，通常标称横向效应lt;5%。

成都拓芯电子科技有限公司（拓芯电子）是一家集设计，生产，安装为一体综合型高新技术企业。

业务包含智慧工厂的数据采集分析系统研发，物联网传感器系统设计，机器视觉产品研发与应用。

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物理特性：

尺寸和质量：加速度传感器外形以圆柱体和六面体居多，而圆柱形的加速度计又分顶部出线和侧面出线两种方式。选择振动传感器的外形尺寸时，主要受安装位置空间的影响，对于安装位置空间有限的测点，则必须选择合适的传感器外形尺寸。无线传感器的布网方式网状拓扑是指传感器可以尽可能多的连接到邻近节点的网络。另一方面，在选择传感器类型时，还必须考虑传感器本身的重量带来的附加质量的影响，特别是测试轻质结构时，传感器本身重量影响显著。可能对待测结构总质量来说，传感器的总质量很少，但是，参与振动的不是结构的全部质量，而是参与振动的那部分质量，称为有效质量，此时，传感器的总质量可能相对于结构的有效质量会很大，此时传感器附加质量的影响会很明显。另外，传感器安装时，可能还会使用工装，此时工装的质量对结构振动幅值会存在影响。对于一些小巧轻型的结构振动或在薄板上测量振动参数时，传感器和固定件质量引起的“额外”荷载可能会改变结构的原始振动，从而使测得结果无效。因此，在这种情况下应该使用小而轻的传感器，估算加速度计质量—荷载的影响。

ar =as*ms/(ms ma)

式中，ar——带有加速度计的结构加速度响应；

as——不带有加速度计的结构加速度响应；

ms——待装加速度计的结构“部件”的等效质量；

ma——加速度计的质量。

因此，应注意因附加质量而改变结构振动的幅值和频率，这在大型的工程结构测试中，并不突出，而对小型的机械零部件影响较大，测试分析中要考虑。

振动传感器

振动传感器要解决的问题

在“输入-振动系统-输出”模型中，结构的响应（输出）等于激励（输入）乘以振动系统的频响函数，如果知道这三个参数中的两个就可以确定第三个。振动问题的提法根据确定或求解这三个参数中的一个，可分成三类。

类：已知输入和振动系统，求解响应，也称之为响应分析。这一类是工程振动问题中基本和常见的问题。其中感知层作为网络层传输的数据源头、应用层计算的数据基础，更是起到了至关重要的作用。这一类主要任务在于验证产品或结构在特定的运行状态下的响应是否满足设计要求或预定的安全要求。比方在NVH领域，基本的振动噪声测量，对测量数据进行分析，则属于这一类问题。在产品设计阶段，对设计方案进行响应分析，如果响应不满足设计要求，则需要修改，直到达到设计要求为止，从而确定终的设计方案，所以，这一过程也称之为振动设计。即在特定输入的情况下（输入已知，比方特定的运行工况），设计系统的振动特性，使它的响应能满足相应的要求或规范。

第2类：已知激励和响应，求振动系统。据了解，此次试运行的监测系统，主要借助振动传感器、裂缝仪、倾角传感器等100多个传感器监测设备，这些传感器相当***网络传感器系统，可对主桥部分进行多方位监测。这一类问题也称为系统辨识，即对待求的振动系统获得相应的参数，这些参数包括物理参数和动力学参数，在振动领域，更注重的是动力学参数，即频率、阻尼和模态振型。通常可以通过数值方法或试验方法获得这些动力学参数，也就是所谓的模态分析。如试验模态分析，通过对待测结构进行激励，测量结构的响应，从而确定系统的模态参数。

第3类：已知振动系统和响应，求输入。可以预见，物联网将在各行业将有越来越多的应用需求出现，并成为未来10、20年瞩目的长期趋势。这类问题也称为环境预测或载荷识别。在汽车NVH领域常见的两类试验则属于这种情况，类是TPA分析中的载荷识别，通过测量工况数据和频响函数来计算路径处的载荷，即输入。第二类是路试，为了评估汽车或其零部件的可靠性，需要实地纪录汽车在各种不同路况下的响应，以评估汽车受到怎样的环境激励，这样才能有根据地设计可靠的产品。但是由于物理环境的随机性，因此，在处理这类问题上，除了振动理论之外，还需要随机过程和统计学方面的知识。