动平衡速度传感器：SG-2 动平衡机振动传感器

SG-2 动平衡机振动传感器
是基于较恶劣环境条件下场合使用而设计制造的，请根据现场情况进行产品选择。
SG-2 动平衡机振动传感器，是我们在NE3402S（三线制）振动变送器的基础上，运用我们多项新技术；将环路变换电源、压电传感器、低功耗精密测量电路等集成在一起，推出的具有先进水平的两线制一体化振动变送器。

工作原理
内置MEMS压电元件感应振动速度，通过高精密集成电路将加速度转换为速度峰值/有效值；再将速度峰值/有效值转换为对应量程的4～20mA电流输出，便于远传显示和控制；非常适用于连接到DCS、PLC及数据采集系统中等。

性能特点
①两线制环路，变送器使用维护更方便、更经济；
②*容错技术，环路两线极性任意联结；
③低功耗、高稳定度测量线路，全集成工艺，保证了振动速度线性对应的高精度4~20mA电流输出；
④MEMS压电核心，一体化结构，坚固耐用；
⑤多种安装、连接型式，多种振动量程范围，可满足各种场合应用要求。

3402变送器组成和功能
2、1  3402变送器外形（见图2-1）

图2-1-A防护盒出线型

2  3402变送器功能
3402变送器安装在机器表面，直接感应机器的壳体振动，将其振动转换为对应量的4~20mA的电流输出；精度：2%满量程；zui大负载电阻500欧。
 3402变送器技术指标和规格定义1  3402变送器技术指标
电    源：+24±15%Vdc电源供电，zui大功耗0.5W；
测量量程：0～40mm/s rms；（量程任意可选）
频率范围：10～1000Hz；-3db；
敏感方向：轴向，任意方向/角度安装；
横向灵敏度：≤3%；
电气隔离：500Vrms，电路与壳体隔离；
电流输出：标准4～20mA输出；
（正比与测量振动速度有效值大小）精度：±2%；（负载zui大：500ω）
  冲击极限：1000g；
  质    量：0.2Kg；
  防护等级：IP67
使用环境：-30～70℃；
相对湿度：不大于95%，无结露。

2  3402变送器型号规格
A    B   C  D    E
 3402E     -    -    -   -

企业产品代号

安装1  变送器的安装
变送器的外形和安装方式如下图（4-1所示）。
  在机器外壳体上开一个M8*1.25螺纹孔（或定制螺纹），将变送器顺时针方向将其旋转到对应螺纹孔内；直到螺纹完全旋紧（变送器与机器壳体完全一体）。
  ◆根据现场安装情况，尽可能将变送器X（水平）、Y（垂直）安装；
  ◆密封所有出线孔，保证没有水份凝结和水汽侵入变送器；
安装位置的环境温度应在-30～70℃；

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测试系统组成
现场动平衡振动测试系统主要由测量振动的传感器、参考信号测量传感器（键相传感器）、测试仪器和转子基准标记组成，如图所示。
图1 现场动平衡测试模型
现场动平衡通常使用的振动测量传感器有位移传感器、速度传感器和加速度传感器。
参考信号测量传感器（键相传感器）是测量转子转速和振动相位参考信号的传感器。现场动平衡最常用的键相传感器是光电传感器，它利用光电照射在贴有反光贴纸的转子表面上，反射产生电脉冲信号的原理测量转速和相位。电涡流传感器也可以作为键相传感器使用。
转子基准标记是依附在转子轴上的标记，从而使转子具有反光不同的表面或者凹凸表面，以便通过键相传感器采集由它形成的转子每旋转一圈一个变化的机械信号，然后转换成电脉冲信号，提供给测试仪表产生转子转速信号和振动信号。可以在转子轴上粘贴反光胶片、钻孔、开槽或者制成凸台等方法形成转子旋转的基准标记。
测试仪器现在已经微机化，具有对信号进行放大、精密滤波、显示振动的幅值和相位以及转速、动平衡计算功能。
测试仪器功能及性能
1. 测试仪器功能
▼ 测量功能
测量功能是动平衡仪的基本功能。动平衡仪将传感器传输到仪器的电信号进行处理，显示测量振动的数据，并储存数据供平衡计算使用。信号处理包括信号放大、滤波和振动相位生成等。振动数据包括转子旋转转速、通频振动幅值、基频振动幅值和相位。振动幅值可以是振动位移、振动速度或振动加速度，可以用单峰值、峰峰值、均方根值显示振动幅值。这是测量的基本要求，动平衡仪最好还具备简单的振动谐波分析显示功能。
▼ 动平衡计算功能
动平衡计算功能应包括原始不平衡振动分析、影响系数计算、校正质量的大小和相位的计算以及校正质量的合成与分解等。
▼ 动平衡报告功能
动平衡报告内容主要包括被平衡转子设备振动的情况、动平衡评价标准、平衡后达到的水平、动平衡校正配重的情况等。
2. 测试仪器性能
▼ 灵敏度：仪器的输出量与被测振动量的比值，反映仪器的灵敏程度。
▼ 测量范围：保持输入信号与输出信号成线性关系时，输入信号幅值的允许变化范围。
▼ 频率范围：灵敏度变化不超过允许值时可使用的频率范围。
▼ 相位差：在使用频率范围内，输出信号相位角与输入信号相位角的差值随频率变化而改变的大小。
▼ 分辨率：输出信号的变化量可以分辨时，输入信号量的最小变化量。
▼ 环境条件：做现场动平衡时应特别注意诸如温度、湿度、磁场、噪声、射线等对测试仪器的影响。
▼ 使用操作方便，便于携带，测量准确可靠。
不平衡测量及判定
不平衡判定需要测量振动和相位。转子不平衡的振动特征如下：
▼ 时域波形为简谐波，少毛刺；
▼ 轴心轨迹为圆或椭圆；
▼ 1X频率为主；
▼ 径向的水平方向和垂直方向振动幅值相差不大，通常水平方向较大；
▼ 轴向振动不大；
▼ 振幅随转速升高而增大（刚性转子）；
▼ 相位稳定、水平和垂直方向相位差90°，实际应用中，相位相差50°- 90°都可以认为是不平衡。
转子不平衡所测得的典型振动信号时域及频谱波形如下图所示，转子转速为2250RPM。
图2 不平衡典型图谱
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动平衡速度传感器：加速度传感器／振动感测头信号受到干扰的几种原因

我们在使用传感器时，最需要的就是它的精准测量了，但是有时候传感器在出厂的时候明明好好的，但一到现场就出现一些问题，比如没有信号输出或者产生没有序信号的情况，而传感器没有问题，这时候很可能我们周围产生了感应干扰，影响传感器输出的外界干扰。
我们就常见的干扰问题，可以分为以下几种：
静电感应干扰
静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容(parasitic
capacitance)，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，有时候也被称为电容性耦合。
漏电流感应干扰
由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度增大，导致绝缘体的绝缘电阻下降，这时漏电电流会增加，引起干扰。尤其当漏电流导入到测量电路的输入时，影响就特别严重。
电磁感应干扰
当两个电路之间有互感时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。这种情况在传感器使用的时候经常遇到。
射频干扰
主要是大型动力设备的启动、操作停止时产生的干扰以及高次谐波干扰。
其他干扰
主要指的是系统工作环境差，还容易受到机械干扰、热干扰和化学干扰等等。
遇到这些干扰的情况时就要注意了，它们产生的途径有两种，一是由电路感应产生干扰，还有是由外围设备和通信线路的感应引入的干扰，我们要解决问题就需找到来源，再进行检查处理，尽可能的远离干扰源。
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动平衡速度传感器：转子动平衡机检测传感器技术的介绍

动平衡机传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，在转子动平衡测试系统占据着很重要的地位，它能将检测的信息按照信息特征变换成为电信号或其他形式的信息输出，申曼动平衡机厂技术师傅着重为大家介绍动平衡机传感器的种类。
传感器检测振动信号的工作原理可以用三个过程表示，第一个过程是接受振动信号，第二个过程是将振动信号转化为电信号，第三个过程是将电信号转变成后续仪器能够处理的电压信号。实际应用中传感器的种类很多，常见的有压力传感器、红外传感器、位移传感器、光电传感器等，下面着重介绍到转子动平衡机动平衡测试系统中用到的几种振动传感器。

1、速度传感器
速度传感器是将物体振动的速度转换为电量输出的传感器。它是一种非接触式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。常见的速度传感器分为磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式等几类。其优点是容易安装、不需要外部电源、测中频范围性能好，比较适用于中等转速转子；其缺点是使用一段时间性能会有所下降，在低频预测的时候会有一定相位差。
2、加速度传感器
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。物理学中，当物体受到作用力会产生一个加速度，例如重力，加速力可以是个常量，比如g，可以是变量。加速度传感器就是根据这个原理设计的。常见的有磁电式加速度传感器、压电式加速度传感器和光纤加速度传感器等。在不平衡测量中，比较常见的是压电式加速度传感器，其优点是可靠性好、方便安装，比较适合测量高频的振动；缺点是难以测量低频振动，测量时需要外部直流电源。
3、转速传感器
转速传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。它能够精确地测量出自动控制系统和自动化仪表中使用各种电机的瞬时速度。常用的转速传感器分为磁电感应式、光电效应式、磁阻效应式、电容式等。不平衡量的相位是以转速信号为基准的，转速测量的周期脉冲信号也由转速信号提供。
4、位移传感器
位移传感器也称线性传感器，常见的有电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器和霍尔式位移传感器等。位移传感器的工作原理是把待测对象产生的物理位移转换为相应电信号。位移传感器主要用于自动化装备生产线对模拟量的智能控制。其优点是测量信号的信噪比比较高，且测量频率范围比较广，能够直接测量振动位置，容易对其进行校准；其缺点是不方便安装，使用时需要外部直流电源。
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