什么是加速度计？振动分析指南

定义：振动测量的核心

一个 加速度计 加速度计是一种传感器，它将机械运动（特别是振动或冲击引起的加速度）转换为成比例的电信号。它是预测性维护和状态监测领域应用最广泛的传感器。通过测量机器部件的加速度，加速度计可以提供诊断各种机械和电气故障（从轴承缺陷到不平衡和错位）所需的原始数据。

加速度计如何工作？压电原理

虽然存在几种类型的加速度计，但用于工业机械监控的绝大多数加速度计都基于 压电效应。以下是其工作原理的简化分解：

1. 压电晶体： 加速度计内部有一个附着在压电晶体（通常是 PZT 等陶瓷）上的小质量块。
2. 施加力量： 当机器振动时，传感器外壳会随之移动。由于惯性，内部质量块会抵抗这种运动，并对晶体施加力。
3. 生成信号： 压电晶体具有独特的特性：当受到压缩或压力时，它会产生与施加的力成正比的小电荷（电压）。
4. 输出： 该电压信号经内部电子元件调节后，通过电缆传输至数据收集器或监控系统。输出信号是该点机器加速度的模拟表示。

加速度计的类型

不同的应用需要不同类型的加速度计，每种加速度计都有自己的优势。

通用加速度计

这些是工业监控的主力。它们的灵敏度通常为 100 mV/g，频率范围适用于大多数常见机械，例如泵、电机和风扇（例如 2 Hz 至 10 kHz）。

MEMS加速度计

微机电系统 (MEMS) 加速度计是基于硅的传感器。它们体积小、功耗低且经济高效。虽然传统上 MEMS 传感器的灵敏度低于压电式加速度计，但现代 MEMS 传感器正在迅速改进，并在便携式电子设备、汽车应用和一些低成本状态监测系统中广泛应用。

压阻式加速度计

这些传感器用于冲击测试和测量低频运动。它们可以测量低至 0 Hz（直流加速度）的频率，这对于测量离心机中的恒定加速度等应用非常有用。

高频加速度计

专为检测高频事件（例如早期齿轮和轴承缺陷）而设计。它们质量更小，共振频率更高，能够精确测量高达 20 kHz 或更高的振动。

关键规格和选择

选择加速度计时，工程师会考虑几个关键参数：

• 灵敏度（mV/g）： 灵敏度越高，产生的信号越强，更适合测量低水平振动。100 mV/g 是一个常见标准。
• 频率响应： 传感器能够准确测量的频率范围。该范围必须与机器的预期故障频率相匹配。
• 温度范围： 传感器必须能够承受安装它的机器表面的工作温度。
• 安装方法： 传感器与机器的连接方式（螺柱安装、粘合剂、磁铁）会显著影响高频测量的精度。螺柱安装可提供最佳连接和频率响应。

状态监测中的应用

加速度计是几乎所有振动分析任务的基础，包括：

• 预测性维护计划： 收集常规振动数据以了解机器健康状况并预测故障。
• 故障诊断： 识别不平衡、错位、松动和轴承磨损等具体问题。
• 验收测试： 验证新的或修理过的机械是否符合振动规格。
• 模态分析： 研究结构的固有频率和振型。

← 返回主索引