如何使用加速度计来测量振动

　　想知道关于加速度计及其使用方法吗?

　　加速度计用于测量给定物体振动的加速度。它们可以用于从通过测量重力加速度来确定物体的倾斜角度，到简单地确定物体的速度变化率的任何事情。由于加速度计易于使用并且可以在广泛的频率范围内运行，因此它们被用于监测各种机器，包括电机、泵、风扇、压缩机、涡轮机以及许多其他旋转和往复式机器，涉及多个行业。

　　什么是加速度计?

　　首先，需要知道的是，加速度，简单来说，描述了任何速度的变化。

　　因此，加速度计是一种小型的机电设备，用于测量加速度以及作用在物体上的各种力。加速度计可以监测静态和动态力。静态力，如重力和摩擦力，是不改变物体方向或位置的均匀力。

　　相比之下，动态力确实会改变物体的方向或位置，且不可预测。加速度计非常有用，因为它可以检测加速度的变化并将它们转换为振动测量值。加速度计(加速度传感器)使用电信号来测量振动，从而提供有关机器状况的见解。

　　加速度计是如何工作的?

　　加速度计通过从安装用于测量动态或静态加速度的传感器中输出电子信号来工作。加速度计中的传感器类型最终将决定加速度计本身对加速度的反应方式。

　　例如，当使用压电加速度计测量加速度时，压电传感器(晶体)的内部会受到应力。应力又会使传感器产生与作用在物体上的力成比例的电荷。通过这种方式，加速度计能够感知物体的任何运动，测量作用在其上的力，并输出与感知到的加速度成比例的电信号。这同样适用于MEMS加速度计。

　　加速度传感器

　　如上所述，加速度传感器 可根据类型测量各种加速度。为此目的，目前有四种主要类型的加速度传感器在使用。

　　1. 压电传感器

　　压电加速度计使用的是所谓的压电效应，即在仪器受到压力后产生电荷。这些传感器比其他类型的加速度计(如压阻式加速度计)更敏感。压电加速度计是工业应用中测量振动和冲击最常用的传感器。这些传感器的一个缺点是它们是交流耦合的，这意味着它们无法测量像重力这样的静态力。

　　2. 压阻式传感器

　　压电加速度计通过增加其电阻来检测作用在其上的力。尽管它们不如压电加速度计敏感，但压阻设备在汽车行业特别有用。它们常用于车辆碰撞测试中，以识别可测量的力量量。

　　3. 电容式传感器

　　最常用的加速度计是电容式加速度计。为了计算物体的加速度，电容传感器测量电容的变化，电容是物体以电荷形式储存能量的能力。当电容传感器检测到加速度时，传感器的膜片开始移动，改变内部电容器板之间的距离。这有助于生成加速度的读数。

　　4. 微机电系统 (MEMS)

　　一个MEMS加速度计在纳米尺度上运作。极板之间的位移变化会改变电容，电容的变化与加速度成正比。最常见的是，MEMS被用于手机中，以确定手机的持有方式和方向。当在工业环境中用于测量机器振动时，它们做同样的事情，只是可以承受更大的温度变化，并且具有比手机应用更宽的频率响应范围。为了获得压电加速度计的响应范围，MEMS加速度计通常成对使用，一个MEMS用于捕捉低频(<2000 Hz)，另一个MEMS用于捕捉高频(>1000 Hz)。这种重叠在MEMS加速度计组件内部进行调整。MEMS 加速度计通常以三轴排列方式组装，以测量三个方向的加速度，因为它们体积小巧。

　　用于测量振动的加速度计

　　加速度计通过监测加速度并将其转换为电压来测量振动。它们通常安装在设备上，以测量运行频率高于60 Hz的机器上的振动。在60 Hz或更低的机器上，通常使用将加速度积分到速度的加速度计来识别任何不规则性。对于运行频率在或低于60 Hz的机器，积分速度信号的信噪比比纯加速度信号更好。在使用加速度计测量振动时，尤其是在工业环境中，理想的选择很可能是压电加速度计。压电加速度计可以分为两种类型——高阻抗加速度计和低阻抗加速度计。

　　高阻抗压电加速度计具有独特的电荷输出，通过电荷放大器或阻抗转换器转换为电气电压。在这种类型的加速度计中，电荷直接连接到测量仪器。与低阻抗加速度计不同，高阻抗加速度计可以用于高温环境。

　　低阻抗类型使用与高阻抗加速度计相同的压电传感器，但内置的电荷-电压转换器更小。与高阻抗加速度计相比，它们具有低输出噪声和宽频率范围。因此，低阻抗加速度计在工业环境中更常见，用于帮助识别旋转和往复机械中的振动问题。

　　为什么监控振动?

　　振动监测是公司防止意外停机的最佳 defense。无法预测的机器问题或故障可能会导致企业失去时间、金钱和资本。通过监测机器的振动，您可以在机器出现故障或发生关键性损坏之前，收到其运行过程中任何异常趋势的警报。振动监测系统 可以使用各种工具，从加速度计到变送器，来帮助记录和共享数据，使您可以高效地运行机器。

　　寻找合适的加速度计

　　选择合适的加速度计需要考虑许多不同的方面。根据您测量的特性以及相关的设备，您在做出选择之前需要考虑许多决定性因素。

　　在Metrix，我们多年来一直在创建技术和服务，以帮助测量振动并识别潜在问题。无论您是在寻找适用于您机器的新加速度振动传感器，还是需要安装帮助，我们都可以帮助您。要了解更多关于我们提供的振动监测产品或有关加速度计技术的进一步问题，请立即联系我们。

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