加速度传感器安装与注意事项
时间：2020-09-10 阅读：1455
加速度传感器是当今用来检测机器振动和辅助分析人员诊断机器产生的潜在问题的诊断型传感器。机器故障例如不平衡，不对中，轴承故障，齿轮故障，流动扰动或叶片气流扰动等问题都可以利用加速度传感器来进行检测。所有这些故障都是通过加速度传感器同机器表面接触来传感的。
从机器到加速度传感器的振动传递受到传感器的安装方式影响。糟糕的安装方式可能会严重地限制加速度传感器的设计测量振动的能力。通常工业加速度传感器能有高至15千赫兹(15,000周期/秒)或900,000CPM(周期/分钟)的频率范围。想达到测量频率范围的上限值，传感器必须安装固定得非常好以避免”安装共振”。
安装共振是加速度传感器固有频率减低的直接结果，它随传感器的刚度降低或质量增加而产生。
加速度传感器的起初设计和结构有一个高于可用范围的固有频率。这样使它能有一个±5%，±10%，或±3dB的公差范围。刚度是通过加速度传感器内的压电材料来达到的。用来给压电元件施加压力，并提供励磁的机械部分的质量的大小是由期望得到的频率输出来决定的。轻一点的质量可以提供高的固有频率，反之重一点的质量可以提供低的固有频率。显然，质量轻产生的压力小，质量重产生的压力大，所以质量大小是由频率和幅度特性所取决
传递区是加速度传感器的功能区域。这个区域的精度是用±5%，±10%和±3dB的幅度公差来表示。尽管+/-5%代表幅度公差，它却也有小的传递区域。大的传递区域发生在±3dB幅度公差范围，但如果要用线性单位来表达这个值，它大概在-29.3%或+41.3%的幅度公差范围。
起初±3dB公差看起来好象太大了，但它在工业界应用却一直极为成功。这些公差值是在制造加速度传感器时产生的，并且在加速度传感器没有被损坏的情况下会一直保持不变。因为大部分程序是依靠历史趋势，并不靠幅度，±3dB的公差在应用中是可以接受的。
放大区是固有频率的励磁和共振的直接结果，这个区域有能力在振动信号中产生非常大的增益。这会使振动信号看起来比真实情况大得多.通常，在放大区域的数据不被采用，因为它的不可重复性。有些技术确实有用到放大区域的高频检测来得到对机械故障的早期预警，但是我们这次先不讨论这个方面，把它留给应用到不同程序的振动仪器制造商们。
在理想环境下，加速度传感器的安装应该能提供整个传递区。尽管每个分析人员都希望能达到这个*的目标，它的实现却*依靠所采用的安装方式。请记住加速度传感器的固有频率是同刚度和质量有关，任何能影响这些传感器特性的安装方式都会使其固有频率受到改变。不幸的是，共振的变动总是会降低加速度传感器的可用频率范围。因此别认为加速度传感器坏了，或者不如设计指标那么好，只是它在安装过程中特性被改变了。
传感器生产厂家指示的一些安装方式，以及期望从到传感器上得到的机器振动信号的可用频率范围。图2中的有些安装方式相对其它使用得频繁些，我们的研究会分析每种安装共振所引起的变化。
曲面磁性安装，有时也称为两栅或两极磁铁安装，可能是便携式振动测量的一种安装方式。它适用安装在轴承外壳上，并能让振动分析人员迅速地将传感器安装在轴承垂直，水平，或轴相位置上。通常曲面表面磁铁可以提供达到高达2000赫兹的振动传递区。
柱头安装方式要求有光滑的带转孔或螺纹的机器表面。这种类型的安装方式于对机器进行性振动监测的情况，这时加速度传感器将被安装并留在每个要被检测的机器上。这也经常被泛指为参照安装，因为它能提供可用的振动传递区，通常能达到加速度传感器的测量极限。
了要分析这两种加速度传感器的安装方式，我们需要用到一些振动仪器或技术来模拟机器振动。
一个摇动平台，内置校准过的标准参照加速度传感器，用来模拟机器振动。它能为整个测试提供需要的受控制的振动扰动的频率范围。参照加速度传感器将被当作输入信号，同被测传感器(输出)进行比较。本次使用的摇动平台的上限是10，000赫兹。
一个功能发生器将会被用来驱动摇动平台以产生随机的噪音并模拟多种常用的工业机器的振动干扰。只产生一种振动或频率干扰的机器是很少见的，而且随机噪音可以更好的模拟实际的工业机器振动情况。
将被测的加速度传感器按期望的安装方式安装在摇动平台上。
使用一个动态信号分析仪来采集数据，并以五种方式显示测试数据结果。
参照传感器的功率频谱(FFT)，显示幅度相对频率的值。(输入)
被测传感器的功率频谱(FFT)，显示幅度相对频率的值。(输出)
频率响应，参照传感器的输入信号除以被测传感器的输出信号的值。理想的振幅响应应该是一(一致增益)值，但它同时也显示共振所产生的增益。
数据的一致性表明测试加速度传感器的输出相对于参照加速度传感器的输入的百分比。通常也被称为线性因果关系。
两个加速度传感器之间的相位。参照加速度传感器和测试加速度传感器的相互关系在共振发生之前应该是相同相位。在共振发生后，这两个传感器应该不同相位。