S8000大型旋转机械

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1、S8000 大型旋转机械在线状态监测和分析系统故障诊断深圳市创为实技术发展有限公司目录培训班讲课稿21. 振动的基本参量22. 振动传感器33. 状态监测中的常用图谱44. 旋转机械的典型故障11振动测量培训讲义141、前言142、振动的来源143、振动是什么144、振动幅值的定量155、振动的测量单位156、测量单位的选择167、压电式加速度计168、加速度传感器的特性179、传感器的安装1810、环境对传感器的影响1811、加速度传感器的校准1912、振动测量数据的研判20培训班讲课稿陈国远1.振动的基本参量1、周期：作一个完整的振动所需要的时间，以T0表示。例如：一个单摆，它的周期就是重

2、锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需 要的时间。频率：单位时间（1秒）内产生振动的次数，即Hz ,以f0表示。很显然，f0=1/T0O 对于旋转机械的振动来说，存在下述令人感兴趣的频率：a）转动轴的旋转频率。b）各种振动的频率。c）机器自身的固有频率。某些机器故障仅仅在某些特定的振动频率下发生。这种现象有助于区别各种不同种 类的机器故障。例如：不平衡故障的结果一定会导致工频能量的异常升高。但是，我们 必须注意到，振动频率和机器故障的关系并不一一相对应。这就是说，某一特定频率的 振动，可能和多种机器的故障有关联。因此，我们不必企图将某一特定的机器故障和某 一固定的振动频率建立直接联系。在对旋

3、转机械进行故障诊断与分析时，振动的频率是 非常重要的参量，它有助于我们对机器的故障进行判别。但是，它仅仅只是一种参量。 为了得到正确的诊断结论，我们还必须对机器所有的参量进行估计和分析。2. 振幅（振动值）：物体动态运动或振动的幅度。它是振动强度的标志。振幅的大小可以表示为：峰峰值PP单峰值0P均方根值（有效值）RMS平均值Average峰峰值=2大单峰值=2大V2大有效值表述振幅的三种单位：振动位移D :卩 m，Mill，振动速度V：mm/秒，inch/秒,振动加速度A:M/秒2，g （重力加速度）1 g=9.81M/秒 2振动位移D通常以峰-峰值表示。振动速度通常以单峰值或有效值表示，振动

4、速度的有效值即“振动烈度” 振动加速度A通常以有效值或单峰值表示。振动加速度积分一次即为振动速度，积分二次即为振动位移。V = 2 n fD= DA = 2 n f V=(2nf) 2D=o 2D以上仅仅对简谐振动而言是正确的，因其频率f值为一常数；而对于复杂波形来说， 由于其振动频率f值的多重性而会带来误差。3、相位：在旋转机械的状态监测工作中，相位具有其特定的含义。即：基频信号相对于转轴上某一确定标记的相位差。它可以确定机器转子上“高点”相对于机器轴系上某一固定点的位置。从而可以 确定机器的平衡状态和机器上残留的不平衡质量的位置。而平衡状态的变化将引起 “高点”的变化，这种变化也会通过相位

5、角的变化而表示出来。下面专门说一下振动位移、速度、加速度三者之间的相位关系。以单摆的简谐振 动为例：把一个单摆横向来看，当重锤向上通过零点的时候，位移为零，而速度为正方 向最大，加速度为零；当重锤运动到上死点时，位移为正方向最大，速度为零，加 速度为负方向最大；重锤向下回零时，位移为零，速度为负方向最大，加速度为零 ；当重锤运动到下死点时，位移为负方向最大，速度为零，加速度为正方向最大。*结论：振动速度相位超前振动位移90；振动加速度相位超前振动速度90；振动加速度相位超前振动位移180。2-振动传感器振动位移传感器电涡流式振动速度传感器电动力式振动加速度传感器压电式1、电涡流式振动位移传感器

6、的工作原理：由前置放大器的高频振荡器向传感器的头部线圈供给一个高频电流，线圈产生 的磁场在具有铁磁性的被测物体的表面产生电涡流，由该电涡流产生的磁场在方向上 与传感器的磁场相反，因而对传感器具有阻抗。当传感器与被测物体的表面间隙较小的时候，电涡流也较强，阻抗较大，传感器 最终输出电压变小。当传感器与被测物体的表面间隙变大的时候，电涡流会变弱，阻抗变小，传感器 最终输出电压变大。涡流的强弱与间隙大小成正比，因而，传感器的输出与振动位移 成正比。电涡流传感器的频率响应范围一般为010KHz，国产的传感器约为05KHz ; 其测量范围一般较小，基本上都是用于大型旋转机械的在线监测系统。2、电动力式振

7、动速度传感器的工作原理：固定在壳体内部的永久磁铁，随着振动体一起振动，同时，由于内部由弹簧固定 着的线圈不能同步运动，磁力线被线圈切割，从而产生电动势输出。而电动势的大小 则与磁通量（此处系一常数）以及线圈切割磁力线的速度成正比，因此可以得到和磁 铁的运动速度成比例的输出电动势，即：传感器的输出与振动速度成正比。振动速度传感器的频响范围一般是101 KHz。国产振动速度传感器的频响范围一般是10500Hz。这种传感器的测量范围比较大，一般适用于小型机泵的外壳接触式测量。在动平衡 机上也有大量使用。3、压电式加速度传感器的工作原理：压电式加速度传感器是以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为

8、转换原 理。某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，其内部就产生极化现象，同时在某 两个表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉以后，又恢复到不带电状态；当作用StHMigwi8li力方向改变时，所产生的电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的 大小成正比，物体的运动加速度大小与力的大小成正比（F=ma）_上述现象称为正压电 效应。反之，如对晶体施加一交变电场，晶体本身将产生机械变形，这称为逆压电效应 ，亦称电致伸缩效应（用在电声器材如喇叭、超声波探头等）。压电加速度计的频响范围极宽，最高可达几十KHz，测量范围特大，最高可达十 几万个g ,多用于高频及高振幅对象的振动检测中，如齿轮

9、、滚动轴承等等的接触式测 量。一般需与电荷放大器配合使用，但电荷放大器前的连结电缆很容易受到检测现场的 环境等各种干扰。现在，有些加速度计把放大电路集成到传感器内，外界干扰的影响小 ，可靠性也大幅度地提高。3. 状态监测中的常用图谱Strvgwish机粗想琥图里佰誓图轴卍站图过程備地勢 校主标图全息曲工艺a烦鞫郦 卜启停机阳谄 卜列燒日记 卜谁IF戲爭 卜设 esXE-DJl：2栽米 n-OJB 19 栽世 XE-KA.5A 辩 XE-WB 12 微米StTDIlQWISh w iK ffi iM举辭图输卜脸溫團赛孰遴S3工士三删鵲宙田* E 停* 5（ * E ie f濱Ifr BJj手 f

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24、OM-0e-2H ：IJ EB 5B 至 2DM-M-24 2D C6：SB启厚社潮E启浄机护后并折口 闾从 L 至 1.51 lj图二十一 启停机级联图4. 旋转机械的典型故障1、不平衡：不平衡是机械最常见的故障之一，它的主要特征是工频能量非常突出，且随着转 速的增加会迅速上升，振动信号的波形则非常接近于正弦波。2、超载:超载是机器故障的另一个常见的类型。超载可发生在机器的内部或外部。 内部载荷包括：a）重力载荷，会引起水平转子的下垂。b）流动载荷，由于蒸汽进入引起的汽轮机转子的异常升高。c）径向轴承载荷，是由于轴承的结构引起的，如轴承间隙太小等。d）由于轴承座和摩擦引起的内部不对中载荷。外

25、部载荷包括：a）联轴节不对中。b）联轴节卡住。c）齿轮啮合力。d）热膨胀。e）其它外力，例如管道等的应力。当超载发生时会引起不规则的轴心运动、不规则的径向轴中心线的位置和不规则的 轴的相应运动。其轴心轨迹会从一个椭圆型变化成香蕉型。在其频谱图中会出现较高的 二倍频能量。轴心位置和轴心轨迹的变化可用于超载的诊断。3、径向摩擦：在机器中发生的径向摩擦可以分成两种不同的类型，一种是局部摩擦，还有一种是 全摩擦。产生这两种摩擦的原因可能是轴振动过大；或者轴心径向平均移动过大再加上 振动；或者缸体内部动、静部分之间没有足够的间隙。当摩擦发生时，其激励起的低频振动是非常明显的，一般其工频能量及其各阶谐波

26、的能量仅能见到有限的上升现象，而在其位移频谱中会出现一个明显的有色噪声信号。 该噪声谱呈现出这样的特点：在低频区能量很大，而随着频率的上升，噪声能量呈指数 性衰减。这样的特征与粉红色噪声的特征相似。白噪声：等带宽下能量相等。粉红噪声：等比例带宽下能量相等。剧烈摩擦时将会伴随着出现“反进动”现象。4、涡动与振荡：对于旋转机械另一类最常见的故障是油膜涡动和油膜振荡。油膜涡动和油膜振荡是 由于轴承的密封和流动液体的动态力引起的。这种故障的主要特征是转子产生亚异步的 自激振动。其轴心轨迹为正进动。这种振动往往造成破坏性后果，特别是油膜振荡，其 后果尤为严重。转子开始涡动时，其涡动频率恰好是1/2倍频，

27、当机组转速增加，并通过第一临 界转速时，由于不平衡引起的工频振幅增加，并抑制了涡动，过了第一阶临界转速以 后，油膜涡动重新出现并继续下去，涡动的频率仍然保持为1/2倍频，直到它被锁定 在转子的自振频率上。此时油膜涡动被油膜振荡所代替。上述即是一个油膜涡动的发生 、发展直至扩散成为油膜振荡的过程。其影响因素有轴瓦的间隙、可倾瓦轴承中瓦块的 摇摆性能、轴承的预负荷系数、油压、油温以及油的粘度等等。另外，现在还有“气隙激振”和“气隙振荡”的理论，其产生的机理与油膜涡动和 油膜振荡产生的机理类似。主要发生在轴向尺寸较长的高压圆筒型梳齿密封上，过大的 气（汽）体切向力导致转子的涡动。再有，离心式气体压缩

28、机的“旋转脱离”的频谱特征有时也与涡动有些相象，需要 注意加以辨别。5、轴的裂纹：轴的裂纹有两个基本的特征：a）振动频谱中包含有明显的2倍频（2X）成分。b）工频（1X）的振幅和相位发生明显的变化。或高或低，是负荷、电流、气（汽） 体参数和其它参数的函数。当然，其它的转子扰动也可能引起上述现象。但是，转子裂纹巨大的潜在危险后果 使得工程技朮人员遇到这种情况时需要格外小心。6、相互混淆的故障：熟悉机器出故障的可能性和了解各种故障的不同是非常重要的。机器的故障经常 出现相似的征兆并相互混淆。例如：当我们仅观察振动的幅值和频率时，许多故障出现了类似不平衡的症状。 如果没有足够的诊断信息，象轴承间隙过

29、大、瓦背紧力过小、轴的弯曲（包括热弯曲） 、地脚松动和电气的问题就很容易与不平衡混淆在一起而产生错误的诊断。故障相互混淆的另一个是不对中、轴承间隙过大和油膜涡动。由于轴承间隙过大 而引起油膜涡动的情况经常会遇到。然而，如果轴不对中，轴上的静态载荷可能阻碍轴 产生涡动。如果对中良好，则轴的振幅会立即变大，因为此时轴是自由的，比较容易产 生涡动。当涉及到故障相互交叉时，为了找到产生故障的根源，需要认真研究诊断的方 法。错误的诊断会引起很大的花费。因此，我们必须尽量避免由于错误的故障判断而采取错误的行动。振动测量培训讲义陈国远1、前言自从人类开始为工业用途而制造机器，尤其是自从采用马达来驱动这些机器

30、以后，减 振和隔振等问题便成为工程师们的重要课题。渐渐地，随着减振与隔振技朮成为机器设计的 不可分割的一部分，对振动的准确量测及分析也越来越有需要。对过去笨重而运转缓慢的机 器来说，现场的工程技朮人员凭借自己的丰富经验，仅仅依靠手摸、耳听或简单的测量振 动位移的仪器，便足够满足这些需求。而在最近二十几年来，为了适应新式的高负荷、高应 力、高转速的大型机器，利用电涡流式的位移传感器及压电式加速度传感器来将振动性运 动转换为与其有关并成一定比例关系的电气信号，再通过电子电路的多种功能对其进行各 种各样的高效处理，从而达到对机器的振动进行准确的测量与分析的目的。2、振动的来源在实践中，振动是很难预防

31、和避免的。它的发生通常是由于制造公差，间隙，机械另部 件间的滚动和磨擦，还有旋转和往复运动部件的不平衡力等等的动力效应。许多时候，看起 来无足轻重的振动能激励起一些结构或其它另部件的共振频率而被放大以至成为主要的振 动及噪声源。当然，也有一些情况，机械振动能作出有益的工作。例如，在组件输送器、振动筛、水 泥振捣器、超声波清洗机、凿崖机械以及打桩机中，人们有意地制造振动。振动台则被广泛 地用来向制成品或半成品输出一个受到控制的振动，以查验它们的物理性能与机能响应， 及判定它们对振动环境的抵抗力。无论是为了设计能利用振动能量的机器，或制造及维护能平稳、安静运转的机械，所 有振动研究工作都有一个基本

32、要求，就是通过量测及分析而获得一个准确地描述振动情况 的能力。3、振动是什么当一个物体相对于一个参考系作出振荡运动时，这个物体便被称为在振动。在一秒钟的 单位时间内，该物体发生的完整振荡运动所循环的次数叫做频率，频率以赫兹(Hz)为单位。这种运动可以包含以单一频率发生的单一振动成份，例如单摆、音叉、琴弦等，或包 含若干个同时发生于不同频率的振动成份。在实践中，振动讯号常常包含许多同时发生的频率，以至我们光从看看幅度-时间图形 便马上知道有多少个振动成份，及它们发生的频率。标绘振动幅度相对频率关系的曲线可使 这些成份得到很好的表达。将振动讯号化解为个别的频率成份，这个过程叫做频率分析。这 项技朮

33、被认为是设备状态监测与故障诊断的基石。将振动幅值以频率的函数表示出来的图表 叫做频谱图。当对机器振动进行频率分析时，我们一般会发现一些直接与机器中不同部件的基本运 动有关的主要周期性频率成份。因此，利用频率分析技朮便有利于我们找出产生有害振动的 根源。4、振动幅值的定量振动幅度亦即是用来描述振动强度的特性，可以用几个不同的方法来定量。在图中表 示了一个正弦波的峰-峰值、峰值、平均值和有效值之间的关系。峰-峰值能指示波的最大偏移，当一个机器部件的振动位移在最大应力或机械余隙的考 虑上具有关键性时，便很有价值。峰值在指示短时续冲击等的能级上特别有价值。不过，峰值只在到达最大能级时才指示 ，对波的时

34、间历史却全无交代。另一方面，通过检波而获得的平均值，虽然顾及了波形历史，但由于它跟任何有用的 物理量都扯不上关系被认为没有什幺实际意义。有效值（均方根值）是对幅度的最贴切量度，因为它不仅照顾了波形的时间历史，而且 同时给出了一个与内含能量，亦即与振动的破坏能力有直接关系的幅度值。5、振动的测量单位用肉眼来观察振动中的音叉时，我们把音叉末端相对于静止位置的物理位移看作波形 幅度。除了位移外，我们还可用音叉臂的运动速度以及它的运动的加速度来描述它的振动。 不管所考虑的参数是位移、速度或加速度，振动的形状及周期都保持不变。主要的差别只是 这三个参数的幅值-时间波形曲线之间的相位差。对于正弦讯号来说，

35、位移、速度及加速度的幅值之间的数学关系是一个频率或时间的 函数，如果不计相位（当进行时间平均测量时都是这样），则将加速度幅值与一个与频率成 正比的因子相除就可算得速度幅值，而以一个与频率平方成正比的因素相除则可算得位移 幅值。上述的除法运算可以在测量仪器中的电子积分器中完成。几乎全世界都按照iso的要求用公制单位来测量振动参数。一个仍受到广泛使用但并不 属于ISO单位系统的加速度单位是重力加速g。幸好，二者之间存在着一个几乎等于10(9.81)的关系，用心算可作简单的转换而误差不会超过2%。6、测量单位的选择我们检测振动的加速度，但并不受该参数的限制，利用仪器内的电子积分器我们能将 加速度转换

36、为速度及位移。大多数振动计都能测量所有的三种参数。当进行单一宽频带振动测量时，若讯号含有许多不同频率成份，测量参数的选择便很 重要。如选择测量位移就会强调低频成份。反之，若选择测量加速度就会变得强调高频成份。经验指出，在10至1000赫兹范围测量的振动速度的总和的有效值能提供振动烈度的最 佳指示。一个可能的解释是，某一速度级相当于某一能量级，因此从振动能量的角度来看， 低频振动和高频振动的重要性是完全相同的。在实践中，许多机器都具有相当平坦的振动速 度频谱。由于加速度测量会强调高频振动成份，当感兴趣的频率范围涵盖高频时，该参数便经 常获得采用。机械系统的本性是，可察觉的位移祗发生于低频。因此在

37、一般机械振动研究中，位移测 量的价值是有限的。但在考虑机件之间的微小余隙时，振动位移当然十分重要。位移亦经常 被用来指示旋转机件的不平衡，这是因为通常于旋转频率，亦即是平衡用途上最具有兴趣 的频率上，会有相当大的位移发生。7、压电式加速度计目前世界上在振动测量中所使用的传感器，几乎一致都是压电式加速度计。它与任何其 它振动传感器相比都具有更加优良的全面特性。此外，压电式加速度计是自发电性的，所以不需供电器。它不含会磨损的活动组件。最 后，它所发出的与振动加速度成正比的输出可以经过积分而化成与振动速度及振动位移成 正比的讯号。压电式加速度计的心脏是一片压晶体管，通常是一种表现出独特压电效应的经人

38、工极 化的压电芯片。当它受到机械应力时，不论是张力，压缩或应剪，在它的二个极面上就会产 生一个与所加的应力成正比的电荷，经过电荷放大器的放大并转换成电压后即可由一般的 仪表加以显示。新型的加速度传感器，将放大电路集成在传感器内，所以传感器所输出的就是电压信 号，可经较长距离的传送而不受干扰地进行测量。但这种传感器在使用时需由信号线向其馈 送一个直流恒电流，否则它将无法工作。在实用加速度计的设计中，压电组件是这样安排的，当整个传感器受到振动时，其预 置的重块会向压电组件施加一个与振动加速度成正比的力(F=M*a)。对于远处于整个弹簧- 质量系统谐振点以下的频率来说，重块的加速度会相等于底座的加速

39、度，而输出讯号的幅 度也因此与传感器所受的加速度成正比。有二种常见的结构方式：1. 压缩型在此型中质量块对压电组件施加的是一个压缩力。2. 应剪型在此型中质量块对压电组件施加的是一个应剪力。大多数传感器制造厂商都备有范围广泛的加速度传感器，一时间让人眼花，似乎多得 不易作出选择。但是，大部分的需要应该可以由一小批“通用型”来满足。它们备有顶接或 旁接式连接头，灵敏度为每m/s2在110mV或pC之间。其它的加速度传感器的特性多趋 向某一特定的用途，例如，轻到0.52克的非常小巧的加速度传感器，可应用于高振级或 高频测量，及用在轻巧的结构、薄板等等的测量上。其它特殊用途类型的加速度传感器能适应：

40、在X、Y、Z这三个互成直角平面上的同时 测量；高温；低频；极低振级；高频；高振级冲击；用比较法对其它加速度传感器作校准;及在工业机械上作永久性监测。8加速度传感器的特性首先需要考虑的加速度传感器的特性通常是灵敏度。最理想的当然是传感器具有很高的 输出力，但是我们在这里必须折衷一下，因为，要想获得较高的灵敏度，一般上来说就会 用到较大的压电装置，从而使加速度传感器变得相当大而且笨重。在一般情况下，灵敏度并 不是关键性问题，因为新式的前置放大器都设计成能接纳这些微弱的讯号。当在轻巧的测试物体上作测量时，加速度传感器的质量会变得很重要。额外增加的重量 能显著地改变所测量的对象的振动能级和频率。一般来

41、说，加速度传感器的质量不应超过它 安装所在的振动部件动态质量的十分之一。当要测量非同寻常的低或高加速度振动级时，应注意加速度传感器的动态范围。一般来 说，测量的下限通常并不由加速度传感器直接决定，而取决于来自连接电缆及放大器电路 的电气噪声。对于通用型仪器来说，一般其下限可低至0.01m/s2。上限则取决于加速度传 感器的结构强度。一只典型的通用型加速度传感器可保持较好的线性至50000-100000m/s2 ，已经进入了机械冲击的范围。一只特为测量机械冲击而设计的加速度传感器能保持较稳定 的线性直至 1000km/s2 (100000g)。机械系统的振动能量大致集中于10至1000赫兹这段颇

42、为狭窄的频率范围之内，但有许 多时候测量亦需要在高达10千赫兹的范围进行，因为这些较高频率有时会出现令人感兴趣 的振动成份。因此，在挑选加速度传感器时，我们必须确知所选的加速度传感器的频率范围 能够涵盖整个感兴趣的频率范围。在低频端，加速度传感器能够提供正确输出的频率范围在实际上受到二个因子的限制。 第一个是前置放大器低频截止点。通常这不成问题，因为一般上这个点比1赫兹低得多。第 二个是环境温度起伏的效应对加速度传感器所造成的影响。对于新型的三角应剪型的加速度 传感器来说，该影响极微，在正常环境中可容许1赫兹以下的测量。上限频率则由传感器本身的弹簧-质量系统的谐振频率来决定。一般来说，若将高频

43、截止点定为传感器谐振频率的三分之一，我们知道在此点所测得 的振动误差不会超过+12%。对质量较轻的传感器来说，其谐振频率可高达180千赫，但对较大型而输出较高的通 用型加速度传感器来说，则20至30千赫兹的谐振频率是典型的。因为加速度传感器在高频端接近谐振频率时，会出现灵敏度的异常提升，在这些接近 谐振频率的高频段内，传感器的输出不能提供关于测量点振动状况的正确情报。当对一个振 动信号作频率分析时，我们不难看出某一个高频峰是由传感器自身谐振所引起，从而不予 理睬。不过，若一个宽频带总合读数包含了传感器谐振，而同时所测量的振动亦含有在谐振 点附近的成份时，该测量值便会给出完全错误的结果。要解决这

44、个问题，可通过选择一只频率范围尽量宽的加速度传感器，然后利用低通滤波器 来将这些由传感器谐振所引起的有害信号除去。若测量的对象只在低频时，可利用机械滤波 器来除去高频振动及传感器谐振的效应。这些滤波器用一些弹性材料如橡胶粘合在二块安装 圆片之间，然后装在传感器与被测表面之间。它们能将高频限降低至0.5-5千赫的范围。9、传感器的安装安装加速度传感器应使它的主灵敏轴与需要的测量方向一致。加速度传感器对横向振动 亦有轻微的响应，但一般可以忽略，因为一般传感器的横向灵敏度小于主轴灵敏度的百分 之一测量点的位置通常取决于测量振动的目的。以轴承外壳为例，测量是为了监测旋转轴及 轴承的运转状况，传感器的安

45、装位置应使轴承振动有直接通达的途径。另一个问题是，对一 个机器组件的各个方向应取哪一个来测量？这并无一成不变的法则，以轴承为例，我们应 能通过测量轴向及其中一个周向（通常选择轴承支撑刚度最低的方向）而获取在监测用途上 有价值的情报。机械物体对于力导致振动的响应是一个相当复杂的现象，因此可以预期，即 使在同一机件上而且相距不远的二个测点上，都会测得显著地不同的振动级和频谱，在高 频范围就更是如此。将加速度传感器安装于测量点的方法，对于能否从实际振动测量中取得准确结果，是 最具关键性的因子之一。马虎的安装会招致安装后谐振频率的降低，因而严重地限制了传感 器的有用频率范围。理想的方法是利用一根螺钉安

46、装在平滑的表面上，在旋紧传感器之前， 在安装表面涂一层薄硅油通常能改善安装刚度。在机件上所开的螺孔应足够深，使螺钉不致 顶入传感器的底部而引起附加应力。一只通用型加速度传感器用螺钉安装在平滑表面上所达 到的谐振频率几乎与在校准时所得到的32千赫的安装谐振频率同样高。一个常用的变通安装方法是利用一层薄薄的蜂腊将传感器粘在测量位置上。匕时谐振频 率祗降低少许（29千赫）由于蜂腊在较高温度下会变软，该方法只能在约40 C以下使用 在光洁的表面上，蜂腊安装法可承受约100m/s2的振动加速度级。当需要在一台机器上建立永久性测量点，但又不想在机器上钻孔时，可使用粘结用嵌 钉，这些嵌钉可用硬性粘结剂固定在

47、测量点上。而若使用软性粘结剂则会显著地降低加速度 传感器的有用频率范围。在加速度传感器本体必须与被测物体绝缘时，可使用云母垫圈及绝缘螺钉。这样做是为 了避免“地电流”用此方法所得的效果也很好，此时加速度传感器的谐振频率祗降至约28 千赫而已。当测量体是一片磁性平面时，则利用磁座可提供简单的安装。匕方法使传感器的谐振频 率降低至7千赫，所以不能使用在较2千赫高太多的测量，磁座的吸力视传感器的大小及磁 座吸力可抵受高达1000至2000m / S2的振动力。将加速度传感器装在一根手握型探棒上，对于快速测量工作确实很方便，但由于刚度 的全面降低，会引起可观的测量误差。不要冀求可重复的测量结果。为了将

48、测量范围限制在 1千赫以下，应使用低通滤波器。10、环境对传感器的影响新式加速度传感器及传感器电缆都设计成对各种外来影响有尽量低的灵敏度。虽然如此 ，在一些较严酷的环境中有时仍需要特制的传感器。典型的通用型加速度传感器能抵受高达250 C的温度。在更高温度时，压电组件开始 失去极性，而其灵敏度会受到永久性的伤害。若受损不太严重的话，则传感器经过重新校准 后仍可使用。对高达400。C的高温，有配备特殊压电组件的加速度传感器可供使用。压电式加速度传感器在测量环境中受到微小的温度波动（称作温度瞬变）时亦会出现输 出变化。通常祗在测量极低振级或低频变化时，这才成问题。而新式的三角应剪型加速度传 感器对

49、温度瞬变的灵敏度极低。当需要将传感器安装于温度高于250 C的表面时，可在底座及测量表面之间加插一个 隔热器及云母垫片，若再加以冷空气流通降温则效果更佳。由于压电式加速度传感器具有高输出阻抗，在连接电缆中诱发的噪声有时会造成测量 的困难。此类干扰可能源自大地回路、摩擦电噪声或电磁性噪声。大地回路电流有时由于传 感器及测量设备各自接地而在电缆屏蔽层流通。利用前面述及的绝缘嵌钉及云母垫片，将传 感器底部与安装表面作电气隔离，可破开大地回路。摩擦电噪声通常由电缆本身的机械运动 而诱发。它的来源是电缆中各个层面的动态屈折、压缩及伸张而引起的局部性电容及电荷的 变化。使用特制的低噪声传感器电缆并在靠近传

50、感器处将电缆用胶布或粘结剂固定下来，可 避免这个问题。当电缆靠近运转中的机器时会受到电磁噪声的干扰，使用双层屏蔽电缆会有 所帮助。，新型的具有ICP电路的加速度传感器，由于其输出的已经是电压信号，因此这些 噪声干扰的影响是微乎其微的。当加速度传感器安装处的表面发生应变时，传到压电组件的应变会引起一个输出讯号。 为了尽量减低此效应，加速度计都具有厚而坚实的底座。三角应剪型设计的底座应变灵敏度 特别低，因为它的感应组件是装在中心柱上而非直接装在底座上。大部分加速度计可使用于10kRad/h的伽马辐射剂量下，并能接受高达2Mrad的累积剂 量而无显著的特性变化。有些更可使用于累积剂量超过100Mra

51、d的大量辐射中。压电式加速度传感器对电磁场的灵敏度极低，对处于最不利位置的加速度计来说，一 般可低于每kGauss仅有0.01-0.25m / s2。为能够在潮湿环境中保证可靠地工作，所有加速度计均作了可靠的密封处理。若要在液 体中或会有大量露水凝结的场合使用时应采用附有整体电缆的加速度传感器。现在，所有的加速度传感器外壳所采用的材料，对在工业中所遇到的大多数腐蚀性物 质都具有很咼的抵抗力。机器中存在的噪声级一般上不足以引起振动测量的显著误差。通常，加速度计安装所在 的结构受声学激发的振动量比空气传播的激励要大得多。压电式加速度传感器对主轴外各方向来的振动也有感应。在与主轴垂直的横向平面，灵

52、敏度是主轴的3 4%,典型的为1%。由于横向谐振频率一般是主轴的1 / 3左右，当有高 振级的横向振动存在时，这个问题应加以注意。11 加速度传感器的校准每只加速度传感器在出厂前都经过个别校准，并附有校准图表。若储藏及操作上不超出 所规定的使用极限，即是说未经受过度的冲击、温度、辐射剂量等等，则在一个很长的时 期内都不会起大的特性变化。测试证实，即使经过几年的时间，特性变化仍小于2%。不过，在平常的使用中，加速度计常常遭到相当野蛮的对待，因而可能会引起显著的 特性变化，有时甚至受到永久性的损害。当加速度计从手的高度跌落到水泥地面时，可能会 受到数千个g的冲击。因此，定期的灵敏度校准是明智之举。

53、通常这样做便足以证明加速度 计是否损坏。加速度传感器灵敏度校准检验过程如下：将待测的传感器装牢在振动台上，调整振动 台的输出为一特定频率下1个g的振幅，然后读取传感器的输出。另一方法是将一只标准加 速度传感器与要校准的传感器一起安装在振动台上，二者在受到振动时的各自输出之间的 比率会与它们的灵敏度成正比，由于标准加速度传感器的灵敏度是已知的，这样便可准确 地获得待测加速度传感器的灵敏度了。便携式校准仪的一个同样有用的用途，是在测量进行 之前对整套测量或分析装置作检验。只要将测量用的加速度传感器从被测物体移到校准仪上 ，开动吨振级的振动，然后检查仪表的读数便成了。12 振动测量数据的研判GB 1134789VDI 2056