动力吸振器自_图文(精)

第 22卷第 324期 2007年 8月

实验力学

J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICS

Vol. 22No. 324 Aug. 2007

文章编号 :100124888(2007 03&0420429206

磁流变弹性体自调谐式吸振器及其优化控制 3

王莲花 , 龚兴龙 , 邓华夏 , 倪正超 , 孔庆合

(中国科学技术大学力学和机械工程系 , 中国科学院材料力学行为与设计重点实验室 , 安徽合肥 230027

摘要 :本文研制了一种基于磁流变弹性体的自调谐式吸振器 ,

能材料作为吸振器的弹性元件和阻尼元件 ,

吸振器的固有频率 , 实现吸振器的移频。 , 。实验结果表明 ,

减振效果最佳点 ,

减振效果 , 减振效果最高可达

关键词 :; ;

0引言

动力吸振器自 1911年问世以来 [1], 在实践中得到了广泛的应用。它通过在需要减振的结构 (称为主系统上附加子结构 , 改变系统的振动能量的分布和传递特性 , 使振动能量转移到附加的子结构上 , 从而达到控制主系统振动的目的。传

统的动力吸振器多属被动控制 , 它对于主系统的窄带响应有着良好的吸振效果 , 但由于其吸振带宽不可调节 , 对于宽频激励引起的主系统的振动 , 吸振效果不是很理想。近年来 , 对于主动吸振器的大量研究表明 , 主动吸振器可以根据主系统的振动状态 , 自动调节自身的结构参数或振动状态 , 实现宽频吸振 , 提高了吸振器减振效果 , 大大拓宽了吸振器的应用范围。根据吸振器自动调节机理的不同 , 主动吸振器可分为全主动式吸振器和半主动式吸振器。全主动式吸振器是根据主系统的振动状态反馈调节吸振器的振动状态 , 使其对主系统的动态作用力与主系统的振动加速度反相 , 从而实现主系统实时宽频振动控制。 Tewanim 等人首先将主动振动控制技术与动力吸振器结合起来 , 提出了主动动力吸振器 [2]。很多研究都表明全主动式吸振器对宽频振动确实可起到很好的控制作用 [3~6], 但它也不可避免地存在耗能大、系统易出现不稳定等问题。半主动式吸振器则融合了被动吸振器和全主动式吸振器的优点 , 它通过调整动力吸振器的结构参数 , 使之跟踪主系统的外界干扰频率 , 最大限度地抑制主系统的振动 , 其结构相对简单 , 耗能低 , 且能实现宽频吸振。目前半主动式吸振器多为刚度连续可调结构 , 如机械式 [7]、电液式 [8]、电磁式 [9]等 , 而将新材料如压电 [10]、记忆合金 [11]和磁流变弹性体 [12]等用于半主动式吸振器的设计也成为当今研究的热点。

本文在前期工作的基础上 , 以磁流变弹性体作为智能变刚度单元 , 改进设计了一种自调谐式吸振器 (A TVA , 将遗传算法改进移植到吸振器上 , 对其减振性能进行优化控制。

1磁流变弹性体自调谐式吸振器

1. 1吸振器的工作原理

图 1是磁流变弹性体自调谐式吸振器的结构示意图 , 图 2是其实物图。图中 1

表示基座 ,2表示导

3收稿日期 :2007204212

基金项目 :中国科学院“ 百人计划” 项目 ; 国家自然科学基金 (10672154 ; 高等学校博士学科点专项科研基金 (20050358010 通讯作者 :龚兴龙 (1966- , 男 , 教授 , 博士生导师。主要从事电磁流变材料和振动控制的研究。 E 2mail :gongxl

@https://www.360docs.net/doc/a78614028.html,. cn

杆组 ,3表示支撑弹簧 ,4表示线性轴承 ,5表示铜制安装基 ,6表示上轴线圈 ,7

表示盖板 ,8表示上轴铁芯 ,9表示导磁侧板 ,10表示侧轴线圈 ,11表示侧轴铁芯 ,12表示剪切片 ,13表示磁流变弹性体。上轴线圈、上轴铁芯、导磁侧板、侧轴线圈和侧轴铁芯等组件与磁流变弹性体构成闭合磁回路 , 这些组件安装在铜制安装基上 , 构成了吸振器的动子。吸振器的基座上安装有四根导杆 , 以保证吸振器工作在剪切模式下。导杆外套有支撑弹簧 , 这些支撑弹簧主要用来支撑动质量 , 从而消除了原来作用在磁流变弹性体中的静变形量。分析可知 ,

f =

2π

(1 式中 f 是吸振器的固有频率 ; G 为磁流变弹性体剪切模量 ; A 为磁流变弹性体发生剪切的面积 ; h 为磁流变弹性体厚度 ; m 为振子的质量。根据磁偶极子模型 [13], 磁流变弹性体中的铁磁性颗粒在磁场作用下被磁化 , 磁化后颗粒之间的磁场作用力导致剪切模量的增加。由 (1 式可知 ,

加磁场改变时 , 磁流变弹性体的剪切模量将发生改变 , , 最终引起吸振器的固有频率的改变。这样 ,

, 使之跟踪主系统的外界干扰频率。

图 1吸振器结构示意图

Fig. 1

Schematic diagram of the developed A TVA

图 2吸振器实物图

Fig. 2 Photograph of the developed A TVA

图 3吸振器移频特性测试系统

Fig. 3 The evaluation system for frequency 2shift property

1. 2吸振器的动力特性

为了测试吸振器移频特性 , 建立了如图 3所示的测试系统 , 根据振动理论中模态分析法的峰值检测法 , 我们用加速度传感器测量基础激励与吸振器的响应信号 ,

再通过频谱分析仪可得到响应信号与基础激励传递函数的相关信息 , 如传递函数的幅值和相位 , 进而得到吸振器的固有频率。改变与吸振器相连的程控电源的电流可得到不同电流下吸振器的固有频率 , 进而得到其移频曲线。测试系统中所用各仪器的型号为 :江苏联能电子科技有限公司生产的 J ZK 210型激励器 , 基础激励为白噪声随机信号 ; 江苏联能电子科技有限公司生产的 YE5858A 型电荷放大器 ; 美国 PCB 公司的 M353B18型加速度传感器 ; 美国迪飞公司的 Signal Calc ACE 型动态信号分析仪。

图 4是所测得的吸振器移频特性图 , 其横坐标是激励频率 , 纵坐标是传递函数。从图中可看出 , 随着电流的增大 , 传递函数曲线向右移动。这是因为

, 电流的逐渐增大导致加在磁流变弹性体上的磁场逐 034

实验力学 (2007年第 22卷

渐增强 , 磁场的增强提高了磁流变弹性体的剪切模量进而提高了吸振器的固有频率。提取图 4中电流与吸振器的固有频率关系得到图 5所示曲线。图中横坐标为吸振器工作电流大小 , 纵坐标为吸振器固有频率 , 从图中可看出 , 当吸振器的工作电流从 0A 增大至 1A 时 , 吸振器的固有频率从 24Hz 移频至 50Hz , 吸振器移频范围达到了 26Hz , 当所加电流超过 1A 时 , 由于磁流变弹性体达到磁饱和状态 , 吸振器的固有频率保持在 50Hz 。

图 4吸振器移频特性

Fig. 4 The transfer f unction

5between resonance f requency and applied current

2 , 当吸振器固有频率与外界激励频率相等时 , 吸振器减振效果最佳。磁流变弹性体自调谐式吸振器控制系统的目标是吸振器能自动跟踪外界激励的变化使

吸振器固有频率与激励频率相等 , 但在实际使用中 , 吸振器固有频率与电流的准确定量关系难以确定 , 目前也是通过实验方法提取出大概的趋势图。故在本控制系统中 , 并不直接判断吸振器固有频率与激励频率是否相等 , 而是通过吸振器安装点的减振效果判断吸振器是否工作在最佳状态 , 即当吸振器安装点的减振效果最好时 , 吸振器工作在最佳状态。因此如何准确且快速寻找到吸振器最佳工作状态是很关键的问题

。

图 6磁流变弹性体自调谐式吸振器控制系统图 Fig. 6 The control system of A TVA 遗传算法是以达尔文的生物进化论和孟德

尔遗传变异理论为基础 , 模拟生物界进化过程 ,

它是一种自适应、启发式、全局优化的搜索算

法。它依赖于概率 , 又不同于随机算法 , 把启发

性指导与随机算法有机结合 , 使其更具有鲁棒

性 ; 它的另一个特点是始终保持一组可能的结

果 , 从而保证在全局范围内搜索 , 得到全局最优

解。另外 , 遗传算法在进化搜索时基本不利用

外部信息 , 仅以适应度函数为依据 , 利用种群中

每个个体的适应度值进行搜索。这种算法适合

处理传统方法难以解决的复杂问题和非线性问

题。如高峰等人成功地用遗传算法解决了动力

吸振器优化设计的非线性多维离散问题 [14]。

本文改进了遗传算法 , 将其移植到吸振器的控制系统中 , 对吸振器的输入参数进行优化 , 使吸振器能准确且快速寻找到其最佳工作状态。

2. 1硬件设计

控制系统如图 6所示 , 主要由上位机、数据采集卡和程控电源组成。由于吸振器采用磁流变弹性体作为智能刚度元件 , 其响应时间是毫秒量级的 , 为了提高整个系统的控制时间 , 对程控电源性能提出了很高的要求 , 考虑电源的响应时间和精度我们选用了朝阳市电源有限公司生产的 4N IC 2C K 2HL 的一体化程控电源 , 它采用 RS232接口进行通讯。结合上位机和控制系统对采集信号的要求 , 我们选用北京

中泰研创公司 U SB7325B 型号的数据采集模块 , 本模块采用双端输入 , 程控触发 , 批量采集 , 从 FIFO 读取采集数据。

2. 2软件设计软件设计的主要思路是先对激励信号采样并进行傅立叶变换 , 提取激励频率 , 然后用改进的遗传算法进行全局搜索 , 寻找此时吸振器的最佳工作状态时所对应的输入参数。遗传算法流程图如图 7所示 , 其中图 7(a 是遗传算法原始流程图 , 图 7(b 是控制系统中对应的遗传算法流程图

。

图 7遗传算法流程图

Fig. 7 The flow chart of genetic algorithms

遗传算法的改进之处在于在初始化种群时 , 将实验测得的激励频率所对应的电流值或附近电流值作为其中一条染色体 , 其他染色体随机产生。与随机产生的大部分染色体相比 , 这条染色体的健壮性优于其他染色体。这样遗传算法能更快地找到最优解。

遗传算法适应度函数选用吸振器安装点信号均方根的倒数。当吸振器达到最佳工作状态时 , 吸振器减振效果最好 , 此时信号均方根应最小 , 则信号均方根的倒数即个体适应度最大 , 而遗传算法所寻找的最优解即为个体适应度最大的个体。

2. 3控制减振效果

根据图 6所示的系统测试吸振器的减振特性 , 决定控制系统中遗传算法的输入参数如表 1所示 :

表 1控制系统中遗传算法输入参数

Tab. 1 Input parameters of genetic algorithms in control system

种群大小

染色体长度最大进化代数交叉概率变异概率 10740. 550. 05

吸振器的减振效果为加上吸振器时被减振系统中吸振器安装点的激励响

应与在相同激励下不加吸振器时被减振系统中同一点的激励响应的幅值之比。图8所示为当激励频率为 46Hz 时 , 遗传算法寻找吸振器最佳减振效果的曲线图 , 其

中每个个体所用的搜索时间为 2i 秒 (i 为搜索个体的序号。从图中可知在遗传算法第一代 (10秒时 , 吸振器已经找到吸振器最佳减振效果点。由于遗传算法是全局

搜索 , 在算法收敛之前 , 它会在规定范围内寻找全局最优解 , 当算法中的电流远离

最优解时 , 吸振器的减振效果将会恶化。在第 3代 (48秒时吸振器已基本达到稳定状态 , 该实验结果表明 , 经改进的遗传算法能快速寻找到吸振器减振效果最佳点 , 并使其快速达到稳定工作状态。图 9给出了磁流变弹性体自

调谐式吸振器在不同激励频率下的减振效果图。其中横坐标为激励频率 ,

纵坐标为吸振器对应激励频率下的减振效果。◆为电流恒为零时吸振器作为被动吸振器时的减振效果, ■ 为跟踪激励频率时自调谐式吸振器的减振效果。由图可知 , 在吸振器移频范围内 , 由于磁流变弹性体自调谐式吸振器能跟踪激励频率的变化 , 其减振效果明显好于被动减振效果。当激励频率为 50Hz 时 , 主动减振效果达到了 25dB , 此时吸振器与主系统的质量比为 5∶ 8

。

图 8激励频率为 46Hz 时遗传算法寻找

Fig. 8 search progress f is

图 9吸振器减振效果图 Fig. 9 The vibration attenuation of absorbers 3结论

本文设计了一种磁流变弹性体自调谐式吸振器 , 并用经过改进的遗传算法对其进行优化控制。实验结果表明 , 这种遗传算法具有全局搜索和快速收敛的特点 , 它能使吸振器快速找到吸振器减振效果最佳点 , 并且经过优化控制的磁流变弹性体自调谐式吸振器在移频范围内具有很好的减振效果 , 减振效果最高可达 25dB 。

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Control ( CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials , Depart ment of Mechanics and Mechanical Engineering , Universit y of Science and Technology of China , Hefei 230027 , China Abstract : A king of adaptive t uned vibratio n absorber ( A TVA based o n magnetorheological elasto mer s ( M R E is p resented. M R E has co nt rollable shear modulus when it is expo sed to an external magnetic field. It is used as a co nt rollable elastic and damping element here. When t he applied current is changed , t he magnetic field t hro ugh M R E will change , t hen t he reso nance f requency of t he A TVA will shif t . In order to co nt rol t his kind of shift op timally , t he genetic algorit hms is imp roved , and migrated into t he A TVA . Experiment result s show t hat t his kind of genetic algorit hms has characteristics of glo bal search and rapid co nvergence. It makes A TVA to find t he best working abilit y quickly. Furt hermore , t he developed A TVA has good vibratio n absorptio n capacit y in whole working f requency scale. When t he mass ratio bet ween A TVA and p rimary system is 5 : 8 , it s best at tenuatio n can reach 25dB. genetic algorit hms Keywords : magnetorheological elasto mer s ( M R E ; dynamic vibratio n absorber ; vibratio n co nt rol ; WAN G Lian2hua , GON G Xing2lo ng , D EN G Hua2xia , N I Zhen2chao , KON G Qing2he

动力吸振器自_图文(精)

第 22卷第 324期 2007年 8月实验力学 J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICS Vol. 22No. 324 Aug. 2007 文章编号 :100124888(2007 03&0420429206 磁流变弹性体自调谐式吸振器及其优化控制 3 王莲花 , 龚兴龙 , 邓华夏 , 倪正超 , 孔庆合 (中国科学技术大学力学和机械工程系 , 中国科学院材料力学行为与设计重点实验室 , 安徽合肥 230027 摘要 :本文研制了一种基于磁流变弹性体的自调谐式吸振器 , 能材料作为吸振器的弹性元件和阻尼元件 , 吸振器的固有频率 , 实现吸振器的移频。 , 。实验结果表明 , 减振效果最佳点 , 减振效果 , 减振效果最高可达关键词 :; ; :A 0引言动力吸振器自 1911年问世以来 [1], 在实践中得到了广泛的应用。它通过在需要减振的结构 (称为主系统上附加子结构 , 改变系统的振动能量的分布和传递特性 , 使振动能量转移到附加的子结构上 , 从而达到控制主系统振动的目的。传

振动传感器种类、原理及发展趋势

振动传感器种类、原理及发展趋势【摘要】振动传感器是一种能感受机械运动振动的参量(振动速度、频率，加速度等)并转换成可用输出信号的传感器。在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。【关键词】种类；原理；发展趋势【Abstract】:Vibration transducer is atransducer that can feel the vibration of a mechanical movement parameters (frequency of the vibration velocity, acceleration, etc.) and converted into usable output signal of the sensor. At the height of the development of modern industry, modern testing technology to digitization, information management has become an inevitable trend of development, and testing system for the front end is the sensor, it is the soul of an entire test system, is listed as a leading-edge technology around the world, particularly in recent years, the rapid development of IC technology and computer technology, the development of a sensor provides a good and reliable scientific and technology base. Place the sensor development, Crescent IK, and multipurpose digital, is a modern and intelligent sensor development, an important feature. 【Keywords】:type , principle , inevitable trend of development 振动传感器的分类

震动探测器原理

全向振动传感器它是一种全方位固态振动控制器件，传感部分采用目前最先进的固态加速度检测器件，既对振动有很高的检测灵敏度，也对周围环境的声音信号抑制，具有很强的抗干扰能力。目前所出现的振动传感器为一弹簧振子,通过碰撞实现振动感应,主要缺点是有方向性,可靠性差。针对这一缺陷,本方案使用的传感器, 克服了这一弱点。敏感器件采用压电陶瓷片,置于一密闭腔中,两侧为金属小球,空腔设计为球形, 以利用小球滚动。在三维空间中,无论传感器在什么方位,始终有小球与压电陶瓷片接触。在振动时,小球对压电陶瓷片压力变化,产生脉动电压, 从而实现振动感应。因为本振动传感器的输出电压幅度主要取决于振动强度,在不同方向上振动, 输出电压太小差别不大，故为全方向性。 (1) 全向振动传感器工作原理全向振动传感器,是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，并通过LM358等运放放大并输出控制信号。如图2-8所示为全向振动传感器电路图。 ND-2采用特别设计的低功耗检测控制芯片，静态耗电小于1μA ，是目前振动传感器中耗电最小的器件。为了方便使用，采用引线方式。引线连接方式：红线为电源正极，绿线为输出端，黑线为地。如图2-9所示为ND-2引线图。当检测到振动大于一定幅度时，动作指示灯点亮，并发出报警。振动检测的灵敏度可以通过灵敏度调节旋钮调节，顺时针灵敏度增加，逆时针灵敏度降低。 3V 图2-8 全向振动传感器电路图红绿黑图2-9 ND-2引线图如图2-10所示，ND-2采用集电极开路输出方式，其内部三极管的控制电流不小于10mA 。受内部定时器的控制，每检测出一次振动信号，三极管导通5秒，

多重动力吸振器控制单跨转子振动实验研究

第３６卷第１期２０１９年１月机电工程ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ.３６Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０１９收稿日期:２０１８－０４－２８基金项目:国家重点基础研究发展计划(２０１２ＣＢ０２６０００) 作者简介:丁继超(１９９４－)，男，浙江嘉兴人，硕士研究生，主要从事旋转机械动力学及管道振动控制方面的研究三Ｅ-ｍａｉｌ:ｄｉｎｇｊｉｃｈａｏ１６３＠１６３.ｃｏｍ通信联系人:何立东，男，教授，博士生导师三Ｅ-ｍａｉｌ:１９６３ｈｅ＠１６３.ｃｏｍ.ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４５５１.２０１９.０１.００３多重动力吸振器控制单跨转子振动实验研究 ?丁继超，何立东?，冀沛尧，陈钊 (北京化工大学北京市高端装备健康与自愈化重点实验室，北京１０００２９)摘要:针对大型旋转机械中存在的转子振动问题，对转子的过临界振动和常见故障进行了减振研究，特别是利用动力吸振器对转子系统减振原理和减振效果进行了研究三设计了多重半主动动力吸振器，并搭建了单跨实验台，利用仿真软件验证了实验台参数的合理性；设计了具有四重固有频率的四重动力吸振器，进行了转子系统临界振动控制实验和通过开关控制抑制转子的一阶临界振动实验；进行了多重动力吸振器和双重动力吸振器的对比实验三研究结果表明:开关控制的动力吸振器能将转子全程的振动控制在一个较小的范围内，解决了新的共振峰问题，并能有效拓宽有限减振频带；四重动力吸振器的减振效果比双重动力吸振器高出４％以上，同时在其整个工作频带中都可以对转子振动进行有效控制三关键词:多重动力吸振器；转子系统；半主动控制中图分类号:ＴＨ１１３.１文献标志码:Ａ文章编号:１００１－４５５１(２０１９)０１－００１３－０５Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅ-ｓｐａｎｒｏｔｏｒｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｓＤＩＮＧＪｉ-ｃｈａｏ，ＨＥＬｉ-ｄｏｎｇ，ＪＩＰｅｉ-ｙａｏ，ＣＨＥＮＺｈａｏ(ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｅａｌｔｈＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＳｅｌｆ-ｒｅｃｏｖｅｒｙｆｏｒＨｉｇｈｅｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｏｔｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｌａｒｇｅ-ｓｃａｌｅｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄａｍｐｉｎｇｏｆｃｏｍｍｏｎｒｏｔｏｒｆａｕｌｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｕｓｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄａｍｐｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｄａｍｐｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｍｉ-ａｃｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｓｗｅｒｅｂｕｉｌｔ，ａｎｄａｓｉｎｇｌｅ-ｓｐａｎｔｅｓｔｂｅｎｃｈｗａｓｂｕｉｌｔ.Ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｂｅｎｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｓｅｖｅｒｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｆｏｕｒ-ｆｏｌｄｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｗｉｔｈｆｏｕｒｎａｔ-ｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ.Ａｆｉｒｓｔ-ｏｒｄｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｒｏｔｏｒｂｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ａｎｄａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒａｍｕｌｔｉｐｌｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂ-ｓｏｒｂｅｒａｎｄａｄｕａｌｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｗｉｔｃｈ-ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｒｏｔｏｒｉｎａｓｍａｌｌｅｒｒａｎｇｅ，ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｎｅｗｆｏｒｍａｎｔａｎｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｒｏａｄｅｎｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｖｉｂｒａ-ｔｉｏｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂａｎｄ，ａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｑｕａｄｒｕｐｌｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ４％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｄｏｕｂｌｅｄｙ-ｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｓ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｒｏｔｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎｉｔｓｅｎｔｉｒｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｕｌｔｉｐｌｅｄｙｎａｍｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒ；ｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｍｉ-ａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ万方数据

宽带动力吸振器优化设计

宽带动力吸振器优化设计某炮舱在特定工况下壁板振动比较剧烈，需要采取有效措施抑制壁板振动。文章根据炮舱前两阶固有频率设计宽带动力吸振器，综合利用MATLAB和NASTRAN编制优化程序，提出了一种设计动力吸振器的新方法。计算炮舱安装吸振器前后的振动特性和频率响应特性。结果显示，综合优化后吸振器能够有效降低炮舱壁板的振动，说明这种优化方法是可行的。标签：动力吸振器；参数优化；动力学设计引言振动工程实际中经常采用动力吸振的方法来抑制结构振动。根据结构动力学原理，某结构受到简谐激励的频率接近其的固有频率时便会发生共振。若此时在这个结构上附加动力吸振器，合理优化动力吸振器的结构参数，便可以吸收主结构的能量，达到动力吸振的效果。目前，动力学优化的商业软件有iSIGHT和HyperWorks等。这些软件功能强大，对尺寸优化和材料优化等通用性的优化可以很好的完成。但是，动力吸振器的优化设计有其自身的特殊性，这些软件并不能完全适应这种情况。以梁式动力吸振器为例，通用商业软件只能优化材料的密度、厚度或者针对几何体的边缘进行小范围的形貌优化；本文综合运用MATLAB计算软件和NASTRAN有限元软件，设计了一种优化程序。将优化变量设置为质量块的质量、梁的长度和厚度。同时，本文给出了这种优化方法的基本原理和可行性。 1 优化的基本思想利用MATLAB可以调用外部程序的特点和其数据处理能力，对具有不同几何参数和物理参数的结构进行分析。具体步骤如下：（1）在Patran中建立舱体和吸振器的初始模型，提交Nastran分析，得到初始的bdf文件；（2）使用MATLAB修改初始BDF文件，从而改变相应的几何参数和物理参数；（3）用Nastran调用bdf文件进行动力学分析得到结果文件；（4）使用MATLAB编制程序提取出相关数据作为目标函数和约束。以上四个步骤依次迭代，直到满足优化条件为止。 2 优化算法的实现 2.1 确定优化变量确定优化变量为吸振器的厚度t1、t2和吸振器上附加质量m1、m2。如图1，beam01的厚度为t1，beam02的厚度为t2，mass01的质量为m1，mass02的质量

振动传感器

振动传感器振动传感器分为压电式，磁电式，微型振动传感器。常用振动传感器有以下几种： 1.压电片谐振式：使用压电片接收振动信号，压电片的谐振频率较高，为了降低谐振频率，使用加大压电片振动体的质量来实现，并使用弹簧球代替附加物，降低两谐振频率，增强了振动效果。其优点是灵敏度较高，结构简单。但是需要信号放大后送到TTL电路或者单片机电路中，不过使用一个三极管单级放大即可 2.机械振动式：传统的振动检测方式，受到振动以后，弹簧球在较长的时间内进行减幅振动，这种振动便于被检测电路检测到。振动输出开关信号，输出阻抗与配合输出的电阻阻值所决定，根据检测电路的输入阻抗，可以做成高阻抗输出方式。 3.微型振动传感器：将机械式振动传感器微型化，将振动体碳化并进行密封处理，其工作性能更可靠。输出开关信号直接与TTL电路和或者单片机输入电路相连接，电路结构简单。输出阻抗高，静态工作电流小。振动传感器按其功能可有以下几种分类方法：按机械接收原理分：相对式、惯性式；按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式；按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。以上分类法中的传感器是相容的。

1、相对式电动传感器电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽(0～10 kHZ)，线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器

电容式传感器的结构及工作原理

电容式传感器——将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。下面就让艾驰商城小编对电容式传感器的结构及工作原理来一一为大家做介绍吧。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εS/d，式中ε为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，即变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介质型电容传感器。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/a78614028.html,/

振弦式传感器的工作原理及其特点

振弦式传感器的工作原理及其特点 1. 概述振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此，具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。与工程、科研中普遍应用的电阻应变计相比，有着突出的优越性： (1)振弦传感器有着独特的机械结构形式并以振弦频率的变化量来表征受力的大小，因此具有长期零点稳定的性能，这是电阻应变计所无法比拟的。在长期、静态测试传感器的选择中，振弦传感器已成为取代电阻应变计、而广泛应用于工程、科研的长期原观的测试手段。(2)随着电子、微机技术的发展，从实现测试微机化、智能化的先进测试要求来看，由于振弦传感器能直接以频率信号输出，因此，较电阻应变计模拟量输出能更为简单方便地进行数据采集、传输、处理和存储，实现高精度的自动测试。为此，振弦传感器得到了迅速的发展和应用。在国外，德国的MAlHAK、法国的TELEMAL、美国的SINCO和FOXBORO、英国的SCHLUBERGER及挪威等多家公司，都有振弦传感器的系列产品。国内从60年代起，先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品，如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力(应力)计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试，已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段，显示出了其广阔应用和发展的前景。 2. 工作原理振弦式传感器由受力弹性形变外壳(或膜片)、钢弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成。钢弦自振频率与张紧力的大小有关，在振弦几何尺寸确定之后，振弦振动频率的变化量，即可表征受力的大小。现以双线圈连续等幅振动的激振方式，来表述振弦式传感器的工作原理。如图l所示，工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激励线圈，保持钢弦的振动，这样不断地反馈循环，加上电路的稳幅措施，使钢弦达到电路所保持的等幅、连续的振动，然后输出的与钢弦张力有关的频率信号。振弦这种等幅连续振动的工作状态，符合柔软无阻尼微振动的条件，振弦的振动频率可由下式确定；式中，f 0 ——初始频率； L——钢弦的有效长度i p一-钢弦材料密度； σ o ——钢弦上的初始应力。由于钢弦的质量m、长度L、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力与输出频率f 0 建立了相应的关系。当外力F未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频f 0 ；当施加外力(即被测力——应力或压力)时，则形变壳体(或膜片)发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时初频也随之增加或减少。因此，只要测得振弦频率值f，即可得到相应被测的力——应力或压力值等。

振动传感器的类型

根据不同的分类标准，有不同的分类，一般来说，有三种分类标准。按机械接收原理分：相对式、惯性式;按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式;按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。下面简单介绍几种振动传感器。电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体（如人工极化陶瓷、压电石英晶体等，不同的压电材料具有不同的压电系数，一般都可以在压电材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能（力，变形）到电能（电荷，电场）的变换称为正压电效应。而从电能（电场，电压）到机械能（变形，力）的变换称为逆压电效应。电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感元件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式的传感器。电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游

TRLV-8 振动速度传感器工作原理

TRLV-8 振动速度传感器工作原理可用于测量轴承、壳或结构的振动。这种传感器测量的振动是相对于自由空间的绝对振动，其输出电压与振动速度成正比，故又称速度式振动传感器。也可以把速度量经过积分转换成位移量再予处理。这种测量可对旋转或往复机械的综合工况进行评价，它直接安装在机器外部，故使用维护极为方便。工程上的振动问题，大多数都是由转子引起的，例如：不平衡，不对中，动静磨擦等。而对于有些机械，轴振动被大部（或全部）传递到轴承座上，在这种情况下，测量轴承座的振动对于机械设备的综合工况，可以提供比较有意义的信息，这些机械包括：具有滚动轴承的大部分机械；具有油膜的滑动轴承机械。在一些特殊条件下，由于某种原因（如安装条件限制以及环境等因素），安装电涡流传感器不可能，对于这种类型的机械若轴的振动能够大部分传到轴承座上，它的振动就可采用安装于轴承座上的速度传感器进行测量。是利用磁电感应原理将振动速度信号转换为电压输出的振动速度式传感器，它的性能指标如下： (1) 灵敏度：200mV/cm/s±5% (2) 频响范围：10Hz～1000Hz(-3dB) (3) 幅值线性：＜3% (4) 大可测位移：1mm （单峰） (5) 使用温度：-30℃～120℃ (6) 工作位置：垂直、水平均可 (7) 环境条件：防尘、防潮、防油是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它主要由磁路系统、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有磁铁，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，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。与二次仪表相配接，即可显示振动速度或位移量的大小，也可以输送到其它二次仪表或交流电压表进行测量 1

振动传感器的原理总结

《振动传感器的原理总结》 05308111 张航振动传感器包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节。电测法测量系统示意图，如图下图所示。 1. 拾振环节。把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。 2. 测量线路。测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。 3. 信号分析及显示、记录环节：从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X—Y 记录仪等）等。也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。下面将分别介绍各常用传感器的工作原理 1.惯性式传感器惯性式传感器是利用弹簧质量系统的强迫振动特性来进行振动测量的。这种传感器直接固定在被测振动体上，不需要相对固定点。测量所得结果直接以固定于地球上的惯性系坐标为参考坐标，是一种绝对式拾振仪器。结构示意图这类传感器是在一个刚性的外壳里安装一个单自由度有阻尼的弹簧质量系统。根据质量块相对于外壳的运动x来判断外壳体的振动y。力学原理与频响特性惯性式传感器利用弹簧质量系统的强迫振动特性进行振动测量。这种传感器直接固定在被测振动体上，不需要相对固定点。测量所得结果直接以固定于地球上的惯性系坐标为参考坐标，是一种绝对式拾振仪器。

质量块的运动方程表明质量块相对于仪器外壳的位移x 与振动体的绝对位移y 之间存在一定的关系。可以根据x 推算出y 假定振动体作简谐振动代入运动方程得令上式的解可分为两部分一部分是齐次方程的解，代表传感器的自由振动。由于系统存在阻尼，自由振动经过一定时间后就衰减掉了第二部分为非线性方程的特解，代表强迫振动，它实际上是传感器外壳所引起的传感器系统的响应。这一部分解可表示为惯性式位移传感器的频响特性幅频特性：相频特性： ()0=+++x c kx y x m t sin m ωY =y t sin m 2ωωY =++m kx x c x m m k =Ω2t sin x m 2ωωY =++x m k x m c m c n =2t sin 2m 22ωωY =Ω++x x n x () αω-X =t sin m x

振动传感器原理与应用

振动传感器原理与应用在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC 技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。一、工程振动测试方法在工程振动测试领域中，测试手段与方法多种多样，但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类。 1、机械式测量方法将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录，常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。 2、光学式测量方法将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。如读数显微镜和激光测振仪等。 3、电测方法将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得最广泛的测量方法。上述三种测量方法的物理性质虽然各不相同，但是，组成的测量系统基本相同，它们都包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节。 1、拾振环节。把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。 2、测量线路。测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。 3、信号分析及显示、记录环节。从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X—Y 记录

加速传感器工作原理及架构

加速传感器工作原理及架构飞思卡尔传感器产品主要分为三大部分：惯性传感器、压力传感器与安全和报警IC。其中，惯性传感器即为加速传感器，可以用于侦测倾斜、振动及撞击，因此可以用在汽车乘客安全、振动监控、运动诊断、防盗装置、电器平衡、地震检测、倾角/倾斜仪及便携式电子设备中。加速传感器可用来侦测X、Y、Z轴方向的加速度，以类比电压来表示所侦测的加速度的大小，在IC内部主要由双芯片构成，即重力感测单元（负责加速度的侦测）与控制IC单元（负责信号处理）。双芯片可以分开安置也可以叠放处理。由图1可知，X轴或Z轴的重力检测单元将检测到的加速度变化量信号送到电荷积分器做积分运算，而后进行取样、保持及信号放大处理，最后用低通滤波器滤除高频噪音，在温度补偿处理后即可输出加速度信息。此输出之类比电压与侦测的加速度值会维持线性比例的特性，不会受到温度的影响。为了说明X轴向g感测单元的感测原理，先来回顾电容的物理特性：电容值的大小与电极板的面积大小成正比，和电极板的间隔距离成反比。g感测单元即利用电容的原理设计出来的，在图2中左上角的小区块可以看到，蓝色的部分代表可移动的电极板，而在蓝色电极板的上方左偏置与下方右偏置板块则是固定的电极板，此时蓝色电极板与左右偏置板形成两个电容，当蓝色电极板因加速度的影响而改变与左右偏置板的间隔，则使得电容值改变进而促使电容电压值的改变，因此可借此特性计算出加速度的大小。

Z 轴向垂直g感测单元的感测原理与X轴向g感测单元的感测原理相同，只是架构有所差异。如图3所示，红色的震动块代表可移动的电极板，而绿色的顶板与蓝色的底板则是固定的极板。当红色的极板因为加速度的影响而改变与上下极板的间隔，则将产生电容值的改变。因此，可借此特性计算出此加速度的大小。图3中黑色的部分为弹簧装置，用来缓冲可移动电极板的移动。图4为4 X轴向g单元的SEM照片，显示了g感测单元的架构，可移动极板在两个固定极板间左右移动，由可移动极板与固定极板组成的指状结构是显而易见的。

振动传感器原理总结

振动传感器原理总结一，振动传感器的力学原理惯性式传感器是利用弹簧质量系统的强迫振动特性来进行振动测量的。这种传感器被直接固定在被测振动体上，不需要相对固定点。测量所得结果直接以固结于地球上的惯性参考系坐标为参考坐标，因此，它是一种绝对式拾振仪器。下图是这类传感器的结构原理图。在一个刚性的外壳里面，安装一个单自由度的有阻尼的弹簧质量系统。根据质量块相对于外壳的运动来判断被测振动体的振动。设振动体的位移是y=y(t),并假定由它引起仪器质量块相对于仪器外壳的位移为x(t)(以其静平衡位置为0点)，则质量块绝对位移 z=x+y.进行受力分析可得设振动体作简谐振动 y=Ym*sinwt 代入得到两部分的解。一部分是齐次方程的解，代表拾振器系统的自由振动。由于阻尼，慢慢衰减掉了。第二部分为特解，代表强迫振动。可以表示为其中代表了仪器外壳的振幅Xm 与振动体的振幅Ym 之间的关系。代表了信号x 与信号y 之间的相位差。由横坐标，以 m Y X ωωm 为纵坐标，可以()Ωω为以画出关系图，即为仪器的位移幅频特性曲线。也可以将关系画图表示，得到传感器的位移相频特性曲线。 y m kx x c x m -=++()αω-X =t sin m x ()()2 12arctan Ω -Ω=ωω ζα()()()2 2 22 m 21Ω+?? ????Ω-ΩY = X ωζωω m ()()( ) 2 222 m 21Ω+?? ????Ω-Ω= Y X ωζωωωωm ()()2 12arctan Ω -Ω=ωω ζα() ()()2 2 22 m 21Ω+?? ????Ω-ΩY = X ωζωω m