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机械测量仪表机械测量仪表你现在浏览的是第一页，共64页主要内容主要内容n n6.1 6.1 概述概述n n6.2 6.2 电涡流式传感器电涡流式传感器 n n6.3 6.3 电容式位移检测方法电容式位移检测方法 n n6.4 6.4 转速检测转速检测 n n6.5 6.5 振动检测振动检测 n n6.6 6.6 电感式传感器的典型应用电感式传感器的典型应用你现在浏览的是第二页，共64页6.1 6.1 概述概述 机械量通常包括各种几何量和力学量，如长机械量通常包括各种几何量和力学量，如长度、位移、厚度、转矩、转速、度、位移、厚度、转矩、转速、振动和力等。本振动和力等。本章主要讨论机组控制中常用的位移、振动和转速章主要讨论机组控制中常用的位移、振动和转速三种机械量的测量方法及测量仪表。三种机械量的测量方法及测量仪表。机械量测量仪表一般由传感器、测量电路、显机械量测量仪表一般由传感器、测量电路、显示示(或记录或记录或记录或记录)器和电源组成器和电源组成,如图如图6-16-16-16-1所示。所示。所示。所示。你现在浏览的是第三页，共64页 图图6-1 6-1 机械量测量仪表框图机械量测量仪表框图 测量电路包括变换、放大等，把传感器的输出信测量电路包括变换、放大等，把传感器的输出信测量电路包括变换、放大等，把传感器的输出信测量电路包括变换、放大等，把传感器的输出信号转换成电信号；显示单元以模拟形式、数字形式，号转换成电信号；显示单元以模拟形式、数字形式，号转换成电信号；显示单元以模拟形式、数字形式，号转换成电信号；显示单元以模拟形式、数字形式，或以图像形式给出被测量的数值。或以图像形式给出被测量的数值。或以图像形式给出被测量的数值。或以图像形式给出被测量的数值。你现在浏览的是第四页，共64页 机械量测量仪表可按测量对象和测量原理分机械量测量仪表可按测量对象和测量原理分类。按测量对象可分为位移测量仪表、厚度测量类。按测量对象可分为位移测量仪表、厚度测量仪表、转矩测量仪表等。按测量原理位移测量仪仪表、转矩测量仪表等。按测量原理位移测量仪表可分为电容式、电感式、光电式、超声波式、表可分为电容式、电感式、光电式、超声波式、射线式等。射线式等。你现在浏览的是第五页，共64页表表表表6-1 6-1 6-1 6-1 各种机械量检测参数可采用的测量原理各种机械量检测参数可采用的测量原理各种机械量检测参数可采用的测量原理各种机械量检测参数可采用的测量原理你现在浏览的是第六页，共64页 这里讨论的是过程控制中大型转动设备这里讨论的是过程控制中大型转动设备这里讨论的是过程控制中大型转动设备这里讨论的是过程控制中大型转动设备(如汽轮机、如汽轮机、如汽轮机、如汽轮机、压缩机等压缩机等压缩机等压缩机等)轴的位移。汽轮机在启停和运行中，如果轴的位移。汽轮机在启停和运行中，如果轴的位移。汽轮机在启停和运行中，如果轴的位移。汽轮机在启停和运行中，如果转子轴推力轴瓦已烧坏，则转子就要发生前后窜动，转子轴推力轴瓦已烧坏，则转子就要发生前后窜动，转子轴推力轴瓦已烧坏，则转子就要发生前后窜动，转子轴推力轴瓦已烧坏，则转子就要发生前后窜动，因而引起转子轴的轴向位移增大，使汽轮机内部动、因而引起转子轴的轴向位移增大，使汽轮机内部动、因而引起转子轴的轴向位移增大，使汽轮机内部动、因而引起转子轴的轴向位移增大，使汽轮机内部动、静部件间发生摩擦和碰撞，导致大批叶片折断，隔板静部件间发生摩擦和碰撞，导致大批叶片折断，隔板静部件间发生摩擦和碰撞，导致大批叶片折断，隔板静部件间发生摩擦和碰撞，导致大批叶片折断，隔板和叶轮碎裂，造成严重事故。和叶轮碎裂，造成严重事故。和叶轮碎裂，造成严重事故。和叶轮碎裂，造成严重事故。因因因因此，一般汽轮机都设此，一般汽轮机都设此，一般汽轮机都设此，一般汽轮机都设置了轴向位移的监测和保护装置，电涡流传感器的检置了轴向位移的监测和保护装置，电涡流传感器的检置了轴向位移的监测和保护装置，电涡流传感器的检置了轴向位移的监测和保护装置，电涡流传感器的检测探头与转子轴端面保持一定的初始距离。当汽轮机测探头与转子轴端面保持一定的初始距离。当汽轮机测探头与转子轴端面保持一定的初始距离。当汽轮机测探头与转子轴端面保持一定的初始距离。当汽轮机转子轴产生转子轴产生转子轴产生转子轴产生你现在浏览的是第七页，共64页 轴向位移时，传感器的输出电压与轴向位移成比轴向位移时，传感器的输出电压与轴向位移成比例。当位移值超过规定的允许值时，传感器的输例。当位移值超过规定的允许值时，传感器的输出电压可控制报警电路发出报警信号。出电压可控制报警电路发出报警信号。本章重点介绍广泛应用于大型转动设备本章重点介绍广泛应用于大型转动设备(如汽如汽轮机、压缩机等轮机、压缩机等)轴位移、轴振动测量仪表轴位移、轴振动测量仪表轴位移、轴振动测量仪表轴位移、轴振动测量仪表“电涡流电涡流电涡流电涡流式传感器式传感器式传感器式传感器”返回返回返回返回你现在浏览的是第八页，共64页6.2 6.2 电涡流式传感器电涡流式传感器 电涡流式传感器属于电感式传感器的一种，是利电涡流式传感器属于电感式传感器的一种，是利电涡流式传感器属于电感式传感器的一种，是利电涡流式传感器属于电感式传感器的一种，是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。你现在浏览的是第九页，共64页 6.2.1 6.2.1 原理与特性原理与特性 如下图如下图如下图如下图6-26-26-26-2所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流当线圈中通有交变电流当线圈中通有交变电流当线圈中通有交变电流I I I I1 1时，线圈周围就产生一个交变时，线圈周围就产生一个交变时，线圈周围就产生一个交变时，线圈周围就产生一个交变磁场磁场磁场磁场H H H H1 1 1 1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I I I I2 2 2 2，电涡流也将产生一个新磁场，电涡流也将产生一个新磁场H H H H2 2，H H2 2与与H H1 1 1 1方向相反，方向相反，方向相反，方向相反，因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。因而抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。你现在浏览的是第十页，共64页图图6-2 6-2 电涡流传感器原理图电涡流传感器原理图 你现在浏览的是第十一页，共64页 一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、一般讲，线圈的阻抗变化与导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的一个参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数改变，而其余参恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反数的单值函数。如其他参数不变，阻抗的变化就可以反映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。映线圈到被测金属导体间的距离大小变化。你现在浏览的是第十二页，共64页 在在电电感感式式位位移移检检测测方方法法中中最最常常见见的的是是涡涡流流式式电电感感位位移移检检测测器器，如如图图6-36-36-36-3所所示示是是电电涡涡流流式式传传感感器器检检测测探探头头，探探头头端端部部装装有有高高度度密密封封的的、发发射射高高频频信信号号的的线线圈圈。由由于于被被测测物物体体的的端端部部（一一般般为为转转动动机机器器的的轴轴）距距离离线线圈圈很很近近，仅仅有有几几mmmm，线线圈圈通通电电后后产产生生一一个个高高频频磁磁场场，轴轴的的表表面面在在磁磁场场的的作作用用下下产产生生涡涡流流电电流流。同同样样，涡涡流流电电流流也也会会产产生生磁磁场场，其其场场强大小与距离有关，该场强抵消由线圈产生的强大小与距离有关，该场强抵消由线圈产生的你现在浏览的是第十三页，共64页 磁磁场场强强度度，影影响响检检测测线线圈圈的的等等效效阻阻抗抗，而而等等效效阻阻抗抗与线圈电感量有关，因此就测得位移量。与线圈电感量有关，因此就测得位移量。图图6-3 6-3 涡流检测探头涡流检测探头 你现在浏览的是第十四页，共64页 6.2.2 6.2.2 高频反射式电涡流传感器高频反射式电涡流传感器 这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，也可以绕在框架端部的槽内。图也可以绕在框架端部的槽内。图也可以绕在框架端部的槽内。图也可以绕在框架端部的槽内。图6-46-4为某种型号的高为某种型号的高为某种型号的高为某种型号的高频反射式电涡流传感器。频反射式电涡流传感器。频反射式电涡流传感器。频反射式电涡流传感器。图图6-4 6-4 高频反射式电涡流传感器高频反射式电涡流传感器你现在浏览的是第十五页，共64页 电电电电涡涡涡涡流流流流传传传传感感感感器器器器的的的的线线线线圈圈圈圈与与与与被被被被测测测测金金金金属属属属导导导导体体体体间间间间是是是是磁磁磁磁性性性性耦耦耦耦合合合合，电电电电涡涡涡涡流流流流传传传传感感感感器器器器是是是是利利利利用用用用这这这这种种种种耦耦耦耦合合合合程程程程度度度度的的的的变变变变化化化化来来来来进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的。因因因因此此此此，被被被被测测测测物物物物体体体体的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质，以以以以及及及及它它它它的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和开开开开关关关关都都都都与与与与总总总总的的的的测测测测量量量量装装装装置置置置特特特特性性性性有有有有关关关关。一一一一般般般般来来来来说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。为为了了充充分分有有效效地地利利用用电电涡涡流流效效应应，当当被被测测物物体体是是圆圆柱柱体体时时，被被测测导导体体直直径径必必须须为为线线圈圈直直径径的的3.53.5倍以上，否则灵敏度要降低。倍以上，否则灵敏度要降低。你现在浏览的是第十六页，共64页6.2.3 6.2.3 电涡流式传感器测量电路电涡流式传感器测量电路 6.2.3.1 6.2.3.1 6.2.3.1 6.2.3.1 电桥电路电桥电路电桥电路电桥电路图图图图6-5 6-5 6-5 6-5 电桥法测量电路原理图电桥法测量电路原理图电桥法测量电路原理图电桥法测量电路原理图你现在浏览的是第十七页，共64页 电桥法是将传感器线圈的阻抗变化转化为电压或电桥法是将传感器线圈的阻抗变化转化为电压或电桥法是将传感器线圈的阻抗变化转化为电压或电桥法是将传感器线圈的阻抗变化转化为电压或电流的变化。图电流的变化。图电流的变化。图电流的变化。图6-56-56-56-5是电桥法的电原理图，图中线是电桥法的电原理图，图中线圈圈A A A A和和和和B B为传感器线圈。传感器线圈的阻抗作为电为传感器线圈。传感器线圈的阻抗作为电桥的桥臂，起始状态，使电桥平衡。在进行测量桥的桥臂，起始状态，使电桥平衡。在进行测量时，由于传感器线圈的阻抗发生变化，使电桥失时，由于传感器线圈的阻抗发生变化，使电桥失去平衡，将电桥不平衡造成的输出信号进行放大去平衡，将电桥不平衡造成的输出信号进行放大并检波，就可得到与被测量成正比的输出。电桥并检波，就可得到与被测量成正比的输出。电桥法主要用于两个电涡流线圈组成的差动式传感器。法主要用于两个电涡流线圈组成的差动式传感器。你现在浏览的是第十八页，共64页6.2.3.2 6.2.3.2 谐振法谐振法 n n这种方法是将传感器线圈的等效电感的变化转换这种方法是将传感器线圈的等效电感的变化转换为电压或电流的变化。传感器线圈与电容并联组为电压或电流的变化。传感器线圈与电容并联组成成LCLCLCLC并联谐振回路。并联谐振回路。n n并联谐振回路的谐振频率为并联谐振回路的谐振频率为:（6-16-1）你现在浏览的是第十九页，共64页 且谐振时回路的等效阻抗最大，等于且谐振时回路的等效阻抗最大，等于 式中，式中，R R R R为回路的等效损耗电阻。为回路的等效损耗电阻。当电感当电感L L发生变化时，回路的等效阻抗和谐振发生变化时，回路的等效阻抗和谐振频率都将随频率都将随L L L L的变化而变化，因此可以利用测量回的变化而变化，因此可以利用测量回路阻抗的方法或测量回路谐振频率的方法间接测路阻抗的方法或测量回路谐振频率的方法间接测出传感器的被测值。出传感器的被测值。（6-26-2）你现在浏览的是第二十页，共64页 调频式测量电路的原理是被测量变化引起传感调频式测量电路的原理是被测量变化引起传感器线圈电感的变化，而电感的变化导致振荡频率发器线圈电感的变化，而电感的变化导致振荡频率发生变化，频率变化间接反映了被测量的变化。见图生变化，频率变化间接反映了被测量的变化。见图6-76-7电涡流式传感器外形图。电涡流式传感器外形图。图图6-7 ST-16-7 ST-1电涡流式传感器外形图电涡流式传感器外形图 你现在浏览的是第二十一页，共64页 6.2.46.2.4电涡流式传感器使用注意事项电涡流式传感器使用注意事项 被测物体的表面要光滑、平坦。非钢材被测体和小被测物体的表面要光滑、平坦。非钢材被测体和小被测物体的表面要光滑、平坦。非钢材被测体和小被测物体的表面要光滑、平坦。非钢材被测体和小于三倍传感器直径的被测表面影响传感器输出特性。传于三倍传感器直径的被测表面影响传感器输出特性。传于三倍传感器直径的被测表面影响传感器输出特性。传于三倍传感器直径的被测表面影响传感器输出特性。传感器出厂时使用感器出厂时使用感器出厂时使用感器出厂时使用45#45#45#45#钢标定，被测对象不符合规定钢标定，被测对象不符合规定时应重新标定（型号不同的钢材灵敏度误差小于时应重新标定（型号不同的钢材灵敏度误差小于10%10%10%10%）。应当保持传感器探头周围有足够的空间，）。应当保持传感器探头周围有足够的空间，在在3 3 3 3倍探头直径范围内，不应由金属体，传感器安装应倍探头直径范围内，不应由金属体，传感器安装应倍探头直径范围内，不应由金属体，传感器安装应倍探头直径范围内，不应由金属体，传感器安装应远离转动体台阶面，这样可避免周围金属结构的干扰，远离转动体台阶面，这样可避免周围金属结构的干扰，远离转动体台阶面，这样可避免周围金属结构的干扰，远离转动体台阶面，这样可避免周围金属结构的干扰，准确测量振动值。传感器可在有酸碱腐蚀的环境中使用。准确测量振动值。传感器可在有酸碱腐蚀的环境中使用。准确测量振动值。传感器可在有酸碱腐蚀的环境中使用。准确测量振动值。传感器可在有酸碱腐蚀的环境中使用。你现在浏览的是第二十二页，共64页 见图见图6-86-8安装两个邻近传感器时应保证传感头之间安装两个邻近传感器时应保证传感头之间安装两个邻近传感器时应保证传感头之间安装两个邻近传感器时应保证传感头之间有足够的距离以防止交叉失真（如图有足够的距离以防止交叉失真（如图有足够的距离以防止交叉失真（如图有足够的距离以防止交叉失真（如图a a），一般应保留），一般应保留），一般应保留），一般应保留40mm40mm40mm40mm的间隙。在径向轴承附近安装传感器时（如图的间隙。在径向轴承附近安装传感器时（如图的间隙。在径向轴承附近安装传感器时（如图的间隙。在径向轴承附近安装传感器时（如图b b b b），），），），传感器中心线与轴承座表面的距离应大于三倍传感头传感器中心线与轴承座表面的距离应大于三倍传感头传感器中心线与轴承座表面的距离应大于三倍传感头传感器中心线与轴承座表面的距离应大于三倍传感头直径，同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结直径，同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结直径，同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结直径，同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结点上（如图点上（如图点上（如图点上（如图c c c c）。）。你现在浏览的是第二十三页，共64页 （a a）（b b）（c c）图图6-8 6-8 电涡流式传感器安装图电涡流式传感器安装图 你现在浏览的是第二十四页，共64页 在安装传感器之前，保证螺纹孔中不能有异物，在安装传感器之前，保证螺纹孔中不能有异物，在安装传感器之前，保证螺纹孔中不能有异物，在安装传感器之前，保证螺纹孔中不能有异物，且螺纹良好。当把传感头拧入机架固定时，传感器引且螺纹良好。当把传感头拧入机架固定时，传感器引且螺纹良好。当把传感头拧入机架固定时，传感器引且螺纹良好。当把传感头拧入机架固定时，传感器引线应随传感头自由旋转，不应有扭力；传感器的托架线应随传感头自由旋转，不应有扭力；传感器的托架线应随传感头自由旋转，不应有扭力；传感器的托架线应随传感头自由旋转，不应有扭力；传感器的托架应选择钢材等坚固件，且其共振频率应大于应选择钢材等坚固件，且其共振频率应大于应选择钢材等坚固件，且其共振频率应大于应选择钢材等坚固件，且其共振频率应大于1010倍的被倍的被倍的被倍的被测体转速。测体转速。测体转速。测体转速。安装中的接地问题（如图安装中的接地问题（如图安装中的接地问题（如图安装中的接地问题（如图6-96-9所示）所示）所示）所示）你现在浏览的是第二十五页，共64页图图6-9 6-9 电涡流式传感器接地安装图电涡流式传感器接地安装图 返回返回返回返回你现在浏览的是第二十六页，共64页6.3 6.3 电容式位移检测方法电容式位移检测方法 平行极板电容器的电容为平行极板电容器的电容为平行极板电容器的电容为平行极板电容器的电容为 式式式式中中中中，C C C C为为为为电电电电容容容容量量量量；为为极极板板介介质质的的介介电电常常数数；S S为为为为极极极极板板板板面面面面积积积积；d d为为极极板板J J J J间间距距离离。在在介介电电常常数数和和S S S S一一定定的的情情况况下下，极极板板距距离离与与电电容容量量成成反反比比。因因此此可可将将一一块块极极板板固固定定，另另一一块块极极板板与与被被测测物物体体相相连连，那么被测物体的位移使得极板距离变化，那么被测物体的位移使得极板距离变化，（6-46-4）你现在浏览的是第二十七页，共64页从从从从而而而而使使使使电电电电容容容容量量量量变变变变化化化化。为为为为了了了了提提提提高高高高检检检检测测测测元元元元件件件件的的的的灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度，常常常常采采采采用用用用差差差差动动动动电电电电容容容容式式式式位位位位移移移移检检检检测测测测结结结结构构构构，在在在在两两两两个个个个固固固固定定定定极极极极板板板板之之之之间间间间设设设设置置置置可可可可动动动动极极极极板板板板，使使使使固固固固定定定定极极极极板板板板对对对对中中中中间间间间可可可可动动动动极极极极板板板板成成成成对对对对称称称称结结结结构构构构,构构构构成成成成两两两两个个个个大大大大小小小小相相相相同同同同的的的的电电电电容容容容。可可可可动动动动极极极极板板板板装装装装在在在在被被被被测测测测物物物物体体体体上上上上。当当当当被被被被测测测测物物物物体体体体位位位位移移移移x x x x后后后后，一一一一个个个个电电电电容容容容量量量量增增增增加加加加，另另另另一一一一个个个个电电电电容容容容量量量量减减减减小小小小，将将将将差差差差动动动动电电电电容容容容接接接接入入入入一一一一个个个个变变变变压压压压器器器器电电电电桥桥桥桥电电电电路路路路，所所所所示，就可以得到与被测位移成比例的电压输出信号。示，就可以得到与被测位移成比例的电压输出信号。示，就可以得到与被测位移成比例的电压输出信号。示，就可以得到与被测位移成比例的电压输出信号。返回返回返回返回你现在浏览的是第二十八页，共64页6.4 6.4 转速检测转速检测 在发动机、压缩机、透平机和泵等转动设备中，在发动机、压缩机、透平机和泵等转动设备中，在发动机、压缩机、透平机和泵等转动设备中，在发动机、压缩机、透平机和泵等转动设备中，转速是表征设备运行好坏的重要变量转速是表征设备运行好坏的重要变量转速是表征设备运行好坏的重要变量转速是表征设备运行好坏的重要变量,特别是转动设特别是转动设备的临界速度，它是系统的振动频率与转动设备固备的临界速度，它是系统的振动频率与转动设备固有频率发生共振的速度。检测转速的方法通常是将有频率发生共振的速度。检测转速的方法通常是将转速转换为位移，或者将转速转换为脉冲信号。转速转换为位移，或者将转速转换为脉冲信号。你现在浏览的是第二十九页，共64页 6.4.1 6.4.1 离心式转速表离心式转速表 其其工工作作原原理理基基于于与与回回转转轴轴偏偏置置的的重重锤锤在在回回转转时时产产生生的的离离心心力力Q Q与与回回转转轴轴的的角角速速度度的的的的平平平平方方方方成成成成正正正正比，即比，即比，即比，即 式中，式中，m m为重锤的质量；为重锤的质量；r r为重锤至被测轴的为重锤至被测轴的垂直距离。图垂直距离。图6-116-116-116-11是其测量原理图。是其测量原理图。(6-5)(6-5)你现在浏览的是第三十页，共64页图图6-11 6-11 离心式转速表原理图离心式转速表原理图你现在浏览的是第三十一页，共64页 当当当当转转转转动动动动轴轴轴轴以以以以的的的的角角角角速速速速度度度度转转转转动动动动时时时时，重重重重锤锤锤锤产产产产生生生生离离离离心心心心力力力力Q Q，转转转转速速速速越越越越大大大大离离离离心心心心力力力力越越越越大大大大，压压压压迫迫迫迫弹弹弹弹簧簧簧簧使使使使它它它它缩缩缩缩短短短短，因因因因而而而而弹弹弹弹簧簧簧簧被被被被压压压压缩缩缩缩的的的的位位位位移移移移与与与与转转转转速速速速成成成成正正正正比比比比。测测测测出出出出弹弹弹弹簧簧簧簧位位位位移移移移就就就就得得得得知知知知转转转转速速速速。离离离离心心心心式式式式转转转转速速速速表表表表是是是是机机机机械械械械式式式式的的的的，惯惯惯惯性性性性较较较较大大大大，测测测测量量量量精精精精度度度度受受受受到到到到一一一一定定定定限限限限制制制制，但但但但体体体体积积积积小小小小且且且且携携携携带带带带方方方方便便便便，不不不不需需需需要要要要能能能能源源源源，因此应用比较广泛。因此应用比较广泛。因此应用比较广泛。因此应用比较广泛。（动画）（动画）你现在浏览的是第三十二页，共64页 6.4.2 6.4.2 光电式转速传感器光电式转速传感器 光电式转速传感器工作在脉冲状态下，它将光电式转速传感器工作在脉冲状态下，它将轴的转速变换成相应频率的脉冲，然后测出脉冲轴的转速变换成相应频率的脉冲，然后测出脉冲频率就测得转速。图频率就测得转速。图6-126-12所示的是一种直射式光电所示的是一种直射式光电转速传感器的结构原理。转速传感器的结构原理。你现在浏览的是第三十三页，共64页图图6-12 6-12 直射式光电转速传感器的结构原理直射式光电转速传感器的结构原理你现在浏览的是第三十四页，共64页 从光源发出的光通过开孔盘和缝隙照射到光从光源发出的光通过开孔盘和缝隙照射到光敏元件上，使光敏元件感光。开孔盘装在转动轴敏元件上，使光敏元件感光。开孔盘装在转动轴上随转轴一起转动，盘上有一定数量的小孔。当上随转轴一起转动，盘上有一定数量的小孔。当开孔盘转动一周，光敏元件感光的次数与盘的开开孔盘转动一周，光敏元件感光的次数与盘的开孔数相等，因此产生相应数量的电脉冲信号。但孔数相等，因此产生相应数量的电脉冲信号。但是因受到开孔盘尺寸的限制，开孔数不能太大，是因受到开孔盘尺寸的限制，开孔数不能太大，所以对传感器的结构进行改进，如图所以对传感器的结构进行改进，如图6-136-13所示。所示。所示。所示。你现在浏览的是第三十五页，共64页6-13 6-13 传感器传感器 指示盘与旋转盘具有相同间距的缝隙，当旋转盘指示盘与旋转盘具有相同间距的缝隙，当旋转盘转动时，转过一条缝隙，光线就产生一次明暗变转动时，转过一条缝隙，光线就产生一次明暗变你现在浏览的是第三十六页，共64页 化化化化,使光敏元件感光一次。用这种结构可以大大增加使光敏元件感光一次。用这种结构可以大大增加转盘上的缝隙数，因此每转的脉冲数相应增加。将转盘上的缝隙数，因此每转的脉冲数相应增加。将脉冲数通过测量电路处理，最终输出与转速对应的脉冲数通过测量电路处理，最终输出与转速对应的电信号。与离心式转速表相比，光电式转速传感器电信号。与离心式转速表相比，光电式转速传感器测量精度高，其输出信号可供计算机使用。测量精度高，其输出信号可供计算机使用。返回返回返回返回你现在浏览的是第三十七页，共64页 6.5 6.5 振动检测振动检测 旋旋转转机机械械运运行行时时，必必须须监监视视转转轴轴的的振振幅幅、轴轴的的不不平平衡衡引引起起的的径径向向移移动动，这这些些都都与与振振动动有有关关。检检测测位位移移、速速度度的的原原理理都都可可用用于于检检测测振振动动。目目前前振振动动检检测测仪仪表表有有机机械械式式、电电阻阻应应变变片片式式、压压电电式式、磁磁电电式式、电电容容式式、涡涡流流式式等等。其其中中涡涡流流式式测测振振方方法应用最普遍。法应用最普遍。在在测测振振动动时时经经常常在在轴轴的的径径向向按按水水平平和和垂垂直直位位置装有多个涡流检测探头组成一个测振系统，其置装有多个涡流检测探头组成一个测振系统，其你现在浏览的是第三十八页，共64页 结构如图结构如图结构如图结构如图6-146-14所示。检所示。检测各自部位、方向的位测各自部位、方向的位移量。将各个探头测得移量。将各个探头测得的信息综合处理后，就的信息综合处理后，就可得到所需的振动信息，可得到所需的振动信息，如振幅、振动方向、振如振幅、振动方向、振动频率等，从而判断出动频率等，从而判断出旋转机械运行是否正常。旋转机械运行是否正常。图图6-14 6-14 测振系统示意图测振系统示意图 返回返回返回返回你现在浏览的是第三十九页，共64页 6.6 6.6 电感式传感器的典型应用电感式传感器的典型应用 电感式传感器主要用于测量微位移，凡是能电感式传感器主要用于测量微位移，凡是能转换成位移量变化的参数，如压力、力、压差、转换成位移量变化的参数，如压力、力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位等都可加速度、振动、应变、流量、厚度、液位等都可以用电感式传感器来进行测量。以用电感式传感器来进行测量。你现在浏览的是第四十页，共64页6.6.1 6.6.1 位移测量位移测量 （1 1）induNCDTinduNCDTinduNCDTinduNCDT系列位移传感器系列位移传感器 图图6-156-15是是induNCDTinduNCDTinduNCDTinduNCDT系系系系列列列列位位位位移移移移传传传传感感感感器器器器的的的的外外外外形形形形图图图图，它它它它主主主主要要要要用用用用于于于于位位位位移移移移，振振振振动动动动，转转转转速速速速测测测测量量量量。传传传传感感感感器器器器的的的的前前前前置置置置放放放放大大大大器器器器被被被被集集集集成成成成安安安安装装装装在在在在传传传传感感感感器器器器壳壳壳壳体体体体里里里里，其其其其输输输输出出出出信信信信号号号号与与与与测测测测量量量量位位位位移移移移成成成成正正正正比。在传感器测量量程内线性精度优于比。在传感器测量量程内线性精度优于比。在传感器测量量程内线性精度优于比。在传感器测量量程内线性精度优于2%2%。你现在浏览的是第四十一页，共64页图图6-15 induNCDT6-15 induNCDT系列位移传感器的外形图系列位移传感器的外形图 你现在浏览的是第四十二页，共64页（2 2 2 2）AP035AP035AP035AP035系列差动变压器式位移传感器系列差动变压器式位移传感器系列差动变压器式位移传感器系列差动变压器式位移传感器 AP035 AP035 差动变压器式位移传感器是由差动差动变差动变压器式位移传感器是由差动差动变差动变压器式位移传感器是由差动差动变差动变压器式位移传感器是由差动差动变压器和基本电路组成。它可对生产过程中位移、形变压器和基本电路组成。它可对生产过程中位移、形变压器和基本电路组成。它可对生产过程中位移、形变压器和基本电路组成。它可对生产过程中位移、形变参数进行快速、准确可靠地测量，并可配用微机和其参数进行快速、准确可靠地测量，并可配用微机和其参数进行快速、准确可靠地测量，并可配用微机和其参数进行快速、准确可靠地测量，并可配用微机和其他装置进行打印或自动控制。本传感器还具有灵敏度他装置进行打印或自动控制。本传感器还具有灵敏度他装置进行打印或自动控制。本传感器还具有灵敏度他装置进行打印或自动控制。本传感器还具有灵敏度高、稳定性好、连续工作时间长等一系列优点。主要高、稳定性好、连续工作时间长等一系列优点。主要高、稳定性好、连续工作时间长等一系列优点。主要高、稳定性好、连续工作时间长等一系列优点。主要技术参数：技术参数：技术参数：技术参数：你现在浏览的是第四十三页，共64页I.I.I.I.测量范围：测量范围：测量范围：测量范围：20202020。II.II.II.II.基本误差：基本误差：.。III.III.III.III.输出讯号：输出讯号：。IV.IV.IV.IV.传传传传感感感感器器器器工工工工作作作作环环环环境境境境：温温温温 度度度度：-2-2-2-2+相相对对湿度：湿度：RHRHRHRHRHRHV.V.V.V.灵敏度：灵敏度：灵敏度：灵敏度：0.45v/mm0.45v/mm。VI.VI.VI.VI.传感器供电电源为传感器供电电源为传感器供电电源为传感器供电电源为DC15VDC15V，外形尺寸，外形尺寸，外形尺寸，外形尺寸22228222282222822228。你现在浏览的是第四十四页，共64页 6.6.2 6.6.2 振动检测振动检测 RS9300RS9300RS9300RS9300低频振动传感器是属于惯性式传感器，低频振动传感器是属于惯性式传感器，其外形如图其外形如图6-166-16。图图6-16 RS93006-16 RS9300低频振动传感器低频振动传感器 你现在浏览的是第四十五页，共64页 它是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。在传感器壳体中刚性地固定着磁铁，惯性质量（线圈在传感器壳体中刚性地固定着磁铁，惯性质量（线圈在传感器壳体中刚性地固定着磁铁，惯性质量（线圈在传感器壳体中刚性地固定着磁铁，惯性质量（线圈组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。工作时，将传感器组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。工作时，将传感器组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。工作时，将传感器组件）用弹簧元件悬挂于壳体上。工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压信号正比于被测物体的振动速产生感应电压，该电压信号正比于被测物体的振动速产生感应电压，该电压信号正比于被测物体的振动速产生感应电压，该电压信号正比于被测物体的振动速度值，对该信号进行积分放大处理即可得到位移信号。度值，对该信号进行积分放大处理即可得到位移信号。度值，对该信号进行积分放大处理即可得到位移信号。度值，对该信号进行积分放大处理即可得到位移信号。你现在浏览的是第四十六页，共64页 RS9300RS9300RS9300RS9300低频速度位移振动传感器（内部带部分低频速度位移振动传感器（内部带部分器，输出位移电压信号）适用于水轮发电机组低频器，输出位移电压信号）适用于水轮发电机组低频转动机械，测量频响范围转动机械，测量频响范围0.5HZ-200HZ(-3dB)0.5HZ-200HZ(-3dB)，抗，抗，抗，抗干扰性能强，能长期稳定可靠地工作于恶劣环境中。干扰性能强，能长期稳定可靠地工作于恶劣环境中。干扰性能强，能长期稳定可靠地工作于恶劣环境中。干扰性能强，能长期稳定可靠地工作于恶劣环境中。（1 1 1 1）使用特点：）使用特点：a.a.传传感感器器有有很很低低的的使使用用频频率率，可可以以适适用用于于低低转转速速的转动机器。的转动机器。b.b.b.b.相对于其它类型的振动传感器而言，相对于其它类型的振动传感器而言，相对于其它类型的振动传感器而言，相对于其它类型的振动传感器而言，RS9300RS9300RS9300RS9300传传你现在浏览的是第四十七页，共64页 感感感感器器器器有有有有较较较较低低低低的的的的输输输输出出出出阻阻阻阻抗抗抗抗，较较较较好好好好的的的的信信信信噪噪噪噪比比比比。它它它它同同同同一一一一般般般般通通通通用用用用交交交交流流流流电电电电压压压压表表表表或或或或示示示示波波波波器器器器配配配配合合合合就就就就能能能能工工工工作作作作。对对对对输输输输出出出出插插插插头头头头和和和和传输电缆也无特殊要求，使用方便。传输电缆也无特殊要求，使用方便。传输电缆也无特殊要求，使用方便。传输电缆也无特殊要求，使用方便。c.c.传传传传感感感感器器器器设设设设计计计计中中中中取取取取消消消消了了了了有有有有摩摩摩摩擦擦擦擦的的的的活活活活动动动动元元元元件件件件，因因因因此此此此使使使使用用用用寿寿寿寿命命命命相相相相对对对对很很很很长长长长。传传传传感感感感器器器器有有有有一一一一定定定定抗抗抗抗横横横横向向向向振振振振动动动动能能能能力力力力（不不不不大于大于大于大于10g10g10g10g）。）。（2 2 2 2）技术指标）技术指标）技术指标）技术指标 a.a.频响范围：频响范围：频响范围：频响范围：0.5Hz0.5Hz200Hz(-3dB)200Hz(-3dB)200Hz(-3dB)200Hz(-3dB)你现