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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思大型旋转机械振动研讨班资料之一大型旋转机械测量、监测和分析振动传感器基础学问编写名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思目 录概述 -02 1.振动测量传感器- -03 1.1 振动测量传感器工作原理-03 1.1.1 电涡流位移振幅传感器-03 1.1.1.1 工作原理 -03 1.1.1.2 使用方法 -04 1.1.2 磁电式速度传感器-05 1.1.2.1 结构原理 -05 1.1.2.2
2、 电气原理 -06 1.1.3 压电式加速度传感器-06 1.1.3.1 压电式加速度计结构-06 1.1.3.2 压电式加速度计的工作原理-06 1.2 振动测量传感器使用方法及留意事项-08 1.2.1 传感器的安装和固定-08 1.2.2 传感器的测点布置-08 1.2.3 振动传感器安装座的挑选-08 1.2.4 振动传感器的安装方法-09 1.2.5 传感器对被测构件附加质量的影响-09 1.2.6 传感器安装角度引起的误差-10 1.2.7 其它问题 -10 1.3 振动测量传感器的挑选原就-11 1.3.1 压电式加速度计的挑选-11 1.3.1.1 加速度计的类型-11 1.3
3、.1.2 加速度计的频率响应-11 1.3.1.3 加速度计的灵敏度-11 1.3.1.4 加速度计的质量-11 1.3.1.5 加速度计的动态范畴-11 1.3.1.6 横向效应 -13 1.3.1.7 瞬态响应 -13 1.3.1.8 温度影响 -13 1.3.1.9 基座应变 -13 1.3.1.10 核辐射 -13 1.3.1.11 磁场 -14 1.3.1.12 湿度 -14 1.3.1.13 噪声 -14 1.3.2 振动速度传感器的挑选-14 1.3.3 电涡流位移振幅传感器的挑选-14 1.3.3.1 探头的挑选 -14 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页
4、,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1.3.3.2 前置器的挑选 -概 述振动问题在工程实际中是到处存在的,危害；概括起来,表现在以下几方面：严峻的振动, 会使机器和设备以及人员带来各种猛烈而连续的振动会导致结构的疲惫破坏,猛烈的冲击会引起结构的瞬时断裂,造成严重事故； 大型汽轮发电机组曾因轴承振动疲惫而进展到转子断成数段飞出数百米外,美国的塔柯马大桥因风振而断毁；水轮机振动造成的设备事故也屡见不鲜；猛烈的振动会导致设备的失效,例如猛烈的振动会使仪器外表的精度降低,元件损坏,甚至失灵； 猛烈或连续的振动会使机件松动、设备的牢靠性
5、造成严峻的威逼；密封破坏, 以至不能工作；振动的环境对仪器猛烈的振动环境对人体会造成严峻的危害；例如坐车辆的随机振动频带在 30 赫兹左右时,人的腹腔将发生共振,因而要呕吐； 当频带在 300 到 400 赫兹时, 人的脑腔将发生共振,使人头昏； 振动又是噪音的重要来源；强噪音造成环境污染,使人不能正常工作,并造成各种职业病或污染性病害,危及人类健康；稍微的振动是无法防止的,但是猛烈的振动会带来很多危害性；发动机振动不但使发动机零、部件应力增大；强度降低,最终会导致发动机寿命缩短；风机的振动不仅有机械振动,应力、电磁振动；当上述机械的、 液体的、电磁的激振频率与机组某些零、部件自振频率接近时发
6、生共振,就会产生猛烈的振动,由此产生的激振力一般较大,它很简洁激起相邻零、部件的振动,这些振动是相互牵连、相互影响的；为了分析上述错综复杂的振动现象,查找出机组振动超限缘由,也为了检查设备设计、加工、装配、质量,以便进一步提高设备的工作牢靠性,延长工作寿命；因此,开展振动研究是特别必要的；典型的振动测量分析的工作步骤一般分为：a.振动监测点位置的挑选、布置；b.振动监测传感器的选用；c.振动监测仪的选用；d.振动监测系统的校准；e.振动监测部件限制值的拟定；f.对采集数据进行分析、处理；g.振动监测者对测试结果的分析看法；h.编写振动监测分析报告；振动测量按目前技术水平已不成什么问题了；但在详
7、细测试过程中有一些细节值得人们重视； 例如振动传感器的挑选；振动传感器安装座型式的设计；安装位置的挑选；监测何种振动参数；振动限制值依据什么原就制定；选用何种类型测量放大器（包含对滤波器特性、检波器特性的要求） ；对测试结果类型识别；振动数据处理；振动故障的判定；甚至校准方法,校准频率的挑选都要经过认真考虑；这些问题对于研制和使用中的风机又有所不同；如研制中的风机, 振动测量测点布置应尽可能多些,测量频带应挑选宽些,以便全面监测来自各方面的振动频率重量,便于全面分析水轮机振动水平和工作牢靠性；而对于使用中风力发电机组, 振动监测点数可相应削减,只挑选典型位置即可以达到测振要求,测振放大器频带也
8、不必那么宽；名师归纳总结 如机组测点布置图所示,在运行中的鼓风机组典型的振动测量（实测） 的测点布置中用第 3 页,共 26 页于大轴振动测量的传感器为电涡流式（非接触式）,该传感器一般固定在轴承上,所反映的- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思轴振动为一相对振动；用于机架振动测量的传感器为速度型或加速型,反映的振动是一种绝对振动,以下就振动传感器作基本介绍,供大家参考；1.振动测量传感器在振动测量中, 能将被测机械量转换成便于传递、交换、 处理和储存的信号,并且又不受观测者直接影响的测量装置称为振动传感器；它是振动测
9、量系统的关键环节之一；依据传感器所转换成的参数不同,机械振动的测量方法可分为机械法、光测法、 电测法；近年来, 随着电子技术的快速进展；振动参量的电测法越来越显得优越；它与其它方法相比,具有频带范畴宽,动态范畴广,灵敏度高以及电信号便于传输、变换、处理与储存等一系列优点；从而取得了广泛的应用；振动测量的电测传感器种类很多；如按其机电交换的物理原理的不同可分为两大类：一类是发电式传感器,它的输入量是机械振动量,而输出是电荷、电压等电量；常见的型式有电动式、压电式和磁电式等；另一类是参数式传感器,它的输入仍为机械振动；而输出是电参数的变化量, 这些电参数的变化再由配用的测量电路交换成电压的变化；常
10、见的有电感式,电容式,电阻式和涡流式等；另外,如按传感器接收部分原理仍可分为相对式和惯性式；可分为位移、速度、加速度等类型的传感器；1.1 振动测量传感器工作原理如按其所测振动量的不同又振动测量目前主要使用电涡流位移振幅传感器、磁电式速度传感器以及压电式加速度传感器；1.1.1 电涡流位移振幅传感器1.1.1.1 工作原理在电涡流传感器的端部有一线圈,线圈通以频率较高（一般为1MHz 2MHz ）的交变电压（见图 1-1）；当线圈平面靠近某一导风光时,由于线圈磁通链穿过导体,使导体的表面层感应出一涡流 ie,而这一涡流 ie 所形成的磁通链 e 又穿过原线圈； 这样,原线圈与涡流“ 线圈”形成
11、了有肯定耦合的互感；耦合系数的大小又与二者之间的距离及导体的材料有关；其等效线路如图 1-2（ a）；图中 R 和 L 为原线圈的电阻与电感；Re 和 Le 为相应的涡流的电阻与自感； M 为互感系数；当所加的 Usr 的频率 fsr 很高时,有 2 fsrLRe ,可以证明图（ b）中的R =R+L Le K2Re （1-1）（1-2）（1-3）L=L （1-K2）式中 K=M LLeK 称为耦合系数； 当导体材料给定时,K=Kd 耦合系数 K 与距离 d 有关, 也即 K 是 d 的函数：K 之值在 01 之间变化；当距离d 增加,耦合减弱,K 值减小；因此变化关系如下所示：名师归纳总结
12、- - - - - - -第 4 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思d K L 这样, d 的变化反映如图1-2（b）中的 L 的变化,因此,测定L 的变化,也就是间接测定 d 的变化；为了测定 L 的变化,我们采纳谐振分压线路；为此,我们在图 1-2（b）中并上一电容C,这样,构成一 R、L 、C 谐振回路,这一谐振回路的谐振频率（即阻抗 Z 达最大值时的频率）为：f谐=11（1-4）2LC当 d=即 K=0 时, L=L ,此时谐振频率最低,f谐 d=k=0= 1 21LC因此有：f谐=f谐d=（1-5）k=0 2 1-
13、k这样,联系谐振频率来看,其变化关系如下d K L f 谐即间隙增加, 反映为谐振频率下降；为了将这一谐振频率的变化转变为某一输出电压的变化,我们在线路图 1-2（ b）中引进一分压电阻 Rc,如图 1-3 所示；引进的分压电阻要足够大,使得谐振回路的阻抗 | Z |,这样我们近似有ZUsc= Rc Usr （1-6）从式（ 1-6）看出：当输入 Usr 的频率 fsr 等于谐振频率 f谐时,具有极大值,这时输出Usc 的幅值也达极大值；而当 fsr 大于或小于 f谐时,输出 Usc 都将减小；对应不同的 K（或d）的输出 Usc 的幅值随输入频率 fsr 的变化见图 1-4（a）所示；假如将
14、输入频率 fsr 严格固定在某一频率 f0（比如 1MHz ）时,就对应于 d=、 d1、d2、 .时的输出电压 Usc,如图1-4（b）上实线所示；实线的两端部都偏离直线,只有中段特别接近直线；在直线部分,输出 Usc 的变化量与间隙的变化量成正比,这正是我们感爱好的使用间隙范畴；为了得到尽可能宽的线性范畴,在线路电容C 上并联一个可调电容C,以得到正确的谐振点；Usc 仍并不是我们最终所要的电压,由于它是载波频率为f 0 的调幅信号；为了得到最终正比于间隙的直流电压输出,仍需对输出 Usc 进行检波,这才得到最终间隙随时间变化的电压波形；综上所述, 为了实现电涡流位移测量,必需有一个专用的
15、测量线路；这一测量线路应包括频率为 f0 的稳固的振荡器 （一般用石英振荡器）和一个检波环节等；传感器加上测量线路（称之为前置器）的框图如图 1-5a 所示；从前置器输出的电压 Ud 是正比于间隙 d 的电压；它可以分为两部分 U 0+Ua,U 0 对位于平均间隙（或初试间隙）d0,Ua 对应于振动间隙 da；假如我们只对振动间隙感爱好,可用电容隔直或加反向偏置的方法取出振动部分电压；1.1.1.2 使用方法在安装涡流传感器时要留意平均间隙的选取；要求平均间隙加上振动间隙,也即总间隙应处在线性段之内,否就的话, 在非线性段的灵敏度变化将带来测量上误差和波形失真；一般说来,平均间隙选在线性段的中
16、点,这样,在平均间隙两边容许有最大的动态振幅,如图1-6a见附图 所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思在传感器安装时另一个要留意的问题是在传感器端部邻近除了被测物体表面外,不得有其它导体与之靠近；由于其它导体靠近端部时,传感器端部线圈的磁通将有一部分从其它导体穿过, 转变了传感器端部线圈与被测物的耦合状态,这样, 我们不能得到正确反映间隙变化的输出；关于这一现象,见图 1-7见附图 所示,到底多少距离范畴以外的其它导体不产生影响,这与传感器端部线圈几何尺寸有关；一般商品传感
17、器在说明书上都载明这一范畴；在使用中, 除了留意上述传感器的安装问题外,仍须考虑被测物体是何种导体材料,我们知道,耦合系数 K 不仅与距离有关,而且和导体的导电率有关,由于不同的材料对高频电磁场的电感效应和涡流损耗也不相同；因此, 同一传感器测量不同材质的物体时,其输出灵敏度也不相同；一般说来,被测物的导电率越高,其灵敏度也越高；一般涡流传感器的厂家是这样处理这一问题：选定某一种材料 （譬如某型号钢材）作为测试对象,调整其元件参效；使得传感器和前置放大器对这种材料具有最大的线性范畴；并给出其标定灵敏度；因此,当用这一传感器系统测量材质很不相同的物体的振动时,就需另行标定其灵敏度；好在涡流传感器
18、具有零频率响应,容许用静态方法标定其使用频率范畴内的灵敏度,并确定其线性范围；用静态方法标定灵敏度的装置如图 1-8见附图 所示；因此, 为了得到较精确的测量数值,最好是用原材质进行静态校准,以求得实际的校准曲线,而且对于半径较小的转子轴或筒壁特薄的转筒,最好仿照原形进行校准；对于涡流传感器,除了上面提到的留意事项外,另一项特别重要指标是温度影响系数；旋转机械的转子有很多是在比常温高很多的温度下工作,油膜轴承的润滑油温度可达70 80；不仅如此, 有时温度仍在变化；这样,我们要求传感器的温度影响系数尽可能小,即使这样, 仍应给出温度影响的修正曲线,以供修正间隙电压值及间隙电压灵敏度,特别是前者
19、,它比灵敏度影响更为直接；1.1.2 磁电式速度传感器1.1.2.1 结构原理要测定机组的振动振幅值,就需要找到一个不参与振动的相对静止点,振动振幅值表示机组上任意一被测点相对于该静止点的偏高值；但对机组来说, 在其邻近, 甚至在整个机组上,都很难找到这个不受机械振动影响的静止点；地震仪最早解决了这个难题,其原理如图 1-9见附图 所示；质量为 m 的惯性元件,通过弹簧与振动物体相联结,当m 较大,弹簧较软（弹性系数K 值较小）,并且在足够高的频率下,虽然悬挂点 P 随着振动物体一起振动,但惯性元件实际上处于相对静止状态；我们可以通过数学运算加以证明；设 y 为悬挂点振动的瞬时位移,x 为质量
20、 m 相对于悬挂点的瞬时位移,K 为弹簧的弹性系数； 为 P 点的谐运动的圆频率,0 为惯性元件系统（弹簧及质量 m）的无阻尼固有频率；通过微分方程的推导,得出公式：x y = 22（1-7 ）01- 0当 0时, xy上式说明,当悬挂点的振动频率远远大于惯性元件的固有频率时,质量 m 和悬挂点间的相对位移 x,实际上和悬挂点本身的振幅相等,也就是说质量m 实际上处于不动的位置；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思归纳地震仪的特点,要求惯性系统的固有频率相当低,依据公式0=k m
21、可以说明,当 m 越大, K 值越小,就 0 越低；1.1.2.2 电气原理速度式传感器的工作原理是基于电磁感应法就,如图1-10见附图 所示；永久磁铁是相对静止的质量块m,它的磁力线经过两个空气隙为传感器的壳体所闭合；当与壳体刚性联结的线圈随壳体上下振动时会切割磁力线,动势 E；于是在线圈中就感应出与两者相对速度成正比的电E=BnlLV 10-5 （ mV ）（1-8）式中： B磁通密度（ GS）l每匝线圈的平均长度（cm）V线圈组和相对于磁铁的运动速度（cm/s）n 线圈匝数对于已经选定的结构,Bnl 是一个常数,令C=Bnl ,就线圈组合中的感应电动势正比于振动速度；E=CV （ 1-9
22、）1.1.3 压电式加速度传感器某些晶体材料 （例如自然石英晶体和人工极化陶瓷等）在承担肯定方向的外力或变形时,其晶面或极化面上会产生电荷,这种现象称为压电效应；利用这种原理制成的传感器称为压电式传感器,它们可以将振动量和冲击量变成电量来进行测量,常用的有压电式加速度计,压电式力传感器和阻抗传感器等；1.1.3.1 压电式加速度计结构图 1-11见附图 右边为周边压缩式结构图,压电片和质量块由上盖通过弹簧压紧在基座上,这种结构强度较大,灵敏度可做得较高,运用于加速度变化较大的场合,但抗干扰才能低；图 1-11 左边为中心压缩式结构,压电片和质量块被通过轴心的螺栓压紧在基座上,由 于与外壳隔离,
23、所以抗干扰性能较高,基座应变引起的误差和横向灵敏度均较小；图 1-12见附图 为剪切式结构图：利用压电晶体受剪切应力时产生压电效应的原理,由于一些环境干扰不会引起剪切应力的变化,所以其横向灵敏度、声灵敏度、 磁灵敏度及稳固性等指标均较好；倒装中心压缩式结构、压电片和质量块被通过轴心的螺栓紧固在上盖上,这样晶体片远离基座,其基座应变不简洁传到压电片上,这项误差将很小；1.1.3.2 压电式加速度计的工作原理压电加速度计是利用正压电效应制成的机电换能器,当它承担机械振动时,在它的输出端能产生与所承担的加速度成比例的电压或电荷量；A、力学原理名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 2
24、6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思图 1-13见附图 为压缩型加速度计的力学简化模型；设 K 为简化弹簧刚度, 它是顶压弹簧刚度 k 1与压电片等效刚度 k0 之和； 其中,压电陶瓷的杨氏模量约为 0.51.0 10 6kg/cm 2；而预压弹簧的刚度要比压电片的等效弹簧刚度小得多,它的作用是产生肯定的预压力,以保证在容许的加速度范畴内压电陶瓷片与惯性块以及压电片与底座之间不产生脱离；质量 m为质量块质量和压电陶瓷片简化质量之和,C 为系统的等效阻尼；设加速度计的基座随被测物的肯定运动为 u,质量块相对于基座的相对运动为 x,就质2量
25、块的肯定运动为（u+x）,它产生的惯性力为-m d dt 2 u+x ,简化弹簧所产生的变形力为-kx,阻尼力为 -Cdx dt；由牛顿其次定律得质量块的运动方程：2d dxm dt 2 u+x+ c dt +kx=0 （1-10）移项得 mddt 2x 2+ cdx dt +kx=- m d dt 2u2（1-11）设被测物作简谐振动,即 u=u 0cos t 又质量块相对于基座的强迫振动为：x=xcos t- 代入方程解得：x=2（1-12）n2y n2u0 2 21-n2（1-13 ）n =tg-121-n其中 n=k m,为加速度计无阻尼固有频率； = 2c km,为加速度计简化系统的
26、阻屁比； 是质量块的位移与基础位移之间的相位差；U0是运动位移的幅值由于 U 是正弦运动；故其加速度 a 的幅值为 A= 2U0,而 a 与 U 的相位相反, 由此可得质量块的相对位移幅值 x 与被测物体的肯定加速度幅值之间的关系为：x 1A=2 2 2 2（1-14） n 1-n + 2 nx 与 a 之间的相位差为： = tg-12（1-15 ）n1-2n由式（ 1-14）与式（ 1-15）简洁看出,当 n ,即加速度计的固有频率远远大于其工作频率的上限时, 相对位移的幅值x 正比于被测正弦振动的加速度幅值A,而两者之间的相位差趋近于零度；B、换能原理名师归纳总结 - - - - - -
27、-第 8 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思由于相对位移x 就是压电元件在质量块的惯性力F 作用下所产生的变形,故有：F0=K 0x （ 1-16）由于压电元件表面产生的电荷q 正比其中 F0 为惯性力幅值, K 0 为压电片的等效刚度；于作用力 F,因此有关系式：Q=dF0=dK 0X （ 1-17）1-14）得输出电量d 为压电元件的压电常数；将上式代入式（其中 Q 为电荷量的幅值,幅值与输入加速度幅值之比2Q dK 0/nA= 2 2 2（1-18）1-n + 2 n当 n 时,上式分母趋近于 1,就式（ 1-18 ）
28、变为：A dK 0 2（ 1-19）对于给定的加速度计,式（1-19）右端各项均为常数,可见,压电加速度计的电输出幅值 Q 正比于被测振动的加速度幅值 A ；1.2 振动测量传感器使用方法及留意事项1.2.1 传感器的安装和固定振动测量中, 传感器的不合理安装固定和固定件的寄生振动会严峻地影响测量结果；为了保证正确的测试记录,对测振传感器的安装和固定,要留意下面几个问题；A、第一要留意传感器的安装和测点布置位置能否反映被测对象的振动特性；B、传感器与被测物需良好固定,保证紧密接触,连接坚固,振动过程中不能有松动；C、考虑固定件的结构形式和寄生振动问题；D、对小型、轻结构的振动测试,要留意传感器
29、及固定件的“ 额外” 质量对被测结构原始振动的影响；E、导线的接地及连接牢靠性；1.2.2 传感器的测点布置布置传感器的测点时, 必需查找出能真实代表被测物所需要争论的振动位置,合理布点；通常应将测振点挑选在转子支承点邻近,或者刚性较好地方,最好安装在轴承座上；测振传感器可依据测振的需要挑选垂直安装、水平安装、轴向安装甚至侧面安装或倒装；1.2.3 振动传感器安装座的挑选传感器固定在被试物时通常采纳专用设计的安装座,使传感器与被测物体中间增加了一个弹性垫层,安装座本身所产生的振动,属于寄生振动； 设计不良的安装座,往往给振动数据分析带来不应有的纷乱,甚至使振动测试结果产生错误的判定,因此在振动
30、测试中,第一应尽量削减不必要的安装座,最好使传感器直接固接于被测物体上,仅在必要时才设置安装座；但良好的固定传感器安装座应尽量刚硬,其最低阶的自振频率大于被测物体上限振动频率的 5-10 倍以上,这时可使寄生振动影响减小到忽视不计；假如难以做到,应对所设计的振动传感器安装座在使用前进行频率特性测试,以便对使用中振动分析谱加以识别,防止误诊断；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1.2.4 振动传感器的安装方法以压电式加速度计为例,介绍几种常用的安装方法；参见图 法各有不同特点；1
31、-14见附图 ；这些安装方第一种安装方法是采纳钢螺栓,它的频率响应最好；基本符合加速度计实际校准曲线所要求的条件； 如安装面不特别平滑,那么用螺钉拧紧加速度计前,最好在表面涂一薄层硅润滑脂, 以便增加安装刚度；每次使用安装螺栓时,特殊留意不要将螺栓完全拧入加速度计基座的螺孔中,不然,会引起加速度计基座面弯曲,影响加速度计的灵敏度；其次种方法是当加速度计和振动体之间需要电绝缘时采纳；如现场环境需使测振仪器单点接地, 以防止地电回路噪音对测试的影响,选用绝缘螺栓和薄云母垫层,因云母的硬度较好,这样可使频率响应提高；使用时应使垫圈尽可能薄,云母是很简洁被剥成薄层的；第三种安装方法是使用永久磁铁的吸引
32、力固定,该磁铁也需和振动作电绝缘；磁铁使用闭合磁路； 所以在加速度计处,实际上没有泄漏磁场；这种安装方法,不适用于加速度幅值高于 2000m/s 2 的范畴；当温度为 150时,可答应短时间使用；第四种安装方法是当适合用胶合技术时,此方法是便利的, 由于可以随时移动加速度计；最好用 501 胶和环氧树脂连接胶合螺栓,被胶合面要平整光滑, 并需按胶接工艺清洗胶接面,对于大加速度的测量,请运算胶合强度；第五种方法是使用一薄层蜡,将加速度计粘附在振动物体的面上,其频率响应仅次于用钢螺栓安装； 可以看出虽然蜡的硬度差,但却给出了一个特别好的频率响应；在较高温度下,蜡的硬度将降低,导致它的频率响应变坏；
33、应当防止使用软胶或树脂,后者有去耦作用,会滤掉一些频率成分；第六种方法是用手持探针测量,即使用可更换的圆头和尖头探针；这种方法适用于快速测试, 例如在某些测试点很多而又不必固定安装的场合；但是测试频率不能太高,一般适用于 1000Hz 的频率范畴,由于这种安装方法传感器本身自振频率很低；上述六种安装方法获得的压电晶体频率响应曲线如图 速度计安装方法时参考；1-15见附图 供选用压电晶体加另外,在安装中要留意对压电加速度计螺栓的安装力矩不能太大,否就会损坏加速度计基体上的螺纹和加速度计壳体,特殊使用绝缘螺栓时,一般不能承担大于 36kg cm 的力矩；因此,螺栓的安装力矩定为不大于 18kgcm
34、, 以使用 10-16cm 扳手为宜；1.2.5 传感器对被测构件附加质量的影响对于一些小巧轻型的结构或在薄板上测量振动参数时,传感器和安装座质量引起的“ 额外” 负荷可能会转变结构的原始振动,因而使测量结果无效,在这种情形下应当使用小而轻的传感器,并估算加速度质量负载的影响；ms ar=as m s+m a（1-20）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；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而
35、渐进 ,熟读而精思应当留意因附加质量而转变结构振动的频率,这在大型工程结构测试中并不突出；而只对小型的机械零部件影响较大,测试中才考虑；1.2.6 传感器安装角度引起的误差传感器的感振方向,应当与待测方向一样,否就会造成测试误差；现以惯性式悬臂梁型结构的加速度计为例,来说明这个问题；惯性式线加速度计因安装误差,使它的感振方向与待测加速度方向有一个倾斜角度 ,见图 1-10见附图 .加速度计质量产生位移的方向不与基座运动方向重合, 就将产生振动幅值的记录误差,记录值将比待测值小,假如被测加速度值为 a,就记录值为：aR=acos（1-21）其误差为 a/a=1-cos（1-22）这时惯性质量m
36、所受的力为：由此可见误差随倾斜角 增大而增大；假如倾斜角方向使重力的分力叠加在所测加速度方向时,F=macos +mgsin（1-23）如所测量的加速度值近似地等于重力加速度即 F=mg（cos +sin ）（1-24）相反方向的力为：F=mg（cos +sin ）（1-25）a=g 时,就图右侧的作用力为：对微小的角度而言,sin 近似于零, cos 近似于 1,因此,两者之和近似为 1 且略大于 1.在朝相反方向运动时,两者之差将略小于 1；在记录正弦和余弦振动时,因重力作用产生的误差会引起零线和平均值的错移；因此,在标定和测试时,应当用波形的峰值和谷值之和来排除重力引起的误差；当所测的加速度很大时,即ag,就力 F 可写成：（1-26）F=macos +g asin 因角度引起的误差为： ag =1- cos + asin （1-27）1-1 所示；误差 a/a 0.77% 0.25% 8.3% 2.4% a由上式可知,误差将随着所测的加速度的增加而降低,如表表 1-1 传感器安装角度不同所引起误差角度