6.測振傳感器

　　測振傳感器是由慣性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個(gè)質(zhì)量彈簧系統，這個(gè)系統固定在振動(dòng)體上（即傳感器的外殼固定在振動(dòng)體上）、與振動(dòng)體一起振動(dòng)；通過(guò)測量慣性質(zhì)量相對于傳感器外殼的運動(dòng)，就可以得到振動(dòng)體的振動(dòng)（圖18—2—38）。

　　（1）磁電式速度傳感器

　　磁電式速度傳感器是根據電磁感應的原理制成的，圖18—2—39為一磁電式速度傳感器，磁鋼和殼體相連接、并通過(guò)殼體安裝在振動(dòng)體上，與振動(dòng)體一起振動(dòng)；芯軸和線(xiàn)圈組成傳感器的系統質(zhì)量，通過(guò)彈簧片（系統彈簧）與殼體連接。振動(dòng)體振動(dòng)時(shí)，系統質(zhì)量與傳感器殼體之間發(fā)生相對位移，因此線(xiàn)圈與磁鋼之間也發(fā)生相對運動(dòng)，根據電磁感應定律，感應電動(dòng)勢正的大小為E=BLnv（18—2—9）

　　式中B為線(xiàn)圈所在磁鋼間隙的磁感應強度，L為每匝線(xiàn)圈的平均長(cháng)度，n為線(xiàn)圈匝數，v為線(xiàn)圈相對于磁鋼的運動(dòng)速度、即系統質(zhì)量相對于傳感器殼體的運動(dòng)速度。對于傳感器來(lái)

　　說(shuō)BLn是常量，所以傳感器的電壓輸出（即感應電動(dòng)勢E）是與相對運動(dòng)速度v成正比。

　　圖18—2—40為一擺式測振傳感器，它的質(zhì)量彈簧系統設計成轉動(dòng)的形式，因而可以獲得更低的儀器固有頻率。擺式傳感器可以測垂直方向或水平方向的振動(dòng)；它也是磁電式傳感器，輸出電壓與相對運動(dòng)速度成正比。

　　磁電式傳感器輸出的電壓信號一般比較微弱，需要用電壓放大器進(jìn)行放大。

　　（2）壓電式加速度傳感器

　　從物理學(xué)知道，一些晶體材料當受到壓力并產(chǎn)生機械變形時(shí)，在其相應的兩個(gè)表面上出現異號電荷，當外力去掉后，晶體又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現象稱(chēng)為壓電效應。

　　壓電式加速度傳感器是利用晶體的壓電效應而制成的。圖18—2—41為壓電式加速度傳感器的結構原理，壓電晶體片上是質(zhì)量塊，用硬彈簧將它們夾緊在基座上；質(zhì)量彈簧系統的彈簧剛度由硬彈簧的剛度和晶體片的剛度組成，剛度很大，質(zhì)量塊的質(zhì)量較小，因而質(zhì)量彈簧系統的固有頻率很高，可達數千赫茲，甚至可達100—200kHz.

　　當傳感器的固有頻率遠遠大于所測振動(dòng)的頻率時(shí)，質(zhì)量塊相對于外殼的位移就反映所測振動(dòng)的加速度；質(zhì)量塊相對于外殼的位移乘上晶體的剛度就是作用在晶體上的動(dòng)壓力，這個(gè)動(dòng)壓力與壓電晶體兩個(gè)表面所產(chǎn)生的電荷量（或電壓）成正比，因此可以通過(guò)測量壓電晶體的電荷量來(lái)得到所測振動(dòng)的加速度。

　　壓電式加速度傳感器用的放大器有電壓放大器和電荷放大器兩種。