什么是加速度计？振动分析指南
一个 加速度计 是一个 传感器 （或传感器）将机械运动——具体来说是 加速度 由振动或冲击产生的信号——转换为相应的电信号。它是目前应用最广泛的传感器， 预测性维护 和 状态监测. 通过测量机器上某一点速度的变化速率，加速度计提供的原始数据使分析人员能够诊断各种机械和电气故障——从 轴承缺陷 到 不平衡 和 错位.
1. 定义：振动测量的核心
加速度是衡量旋转机械的自然量，因为导致机械损坏的动态力——例如重心不均产生的离心力、轴承滚道剥落造成的冲击力——都与加速度成正比。加速度计能直接响应这些力，因此它几乎是每台现代 振动分析仪 和 数据采集器.
加速度计的一大实际优势在于，其加速度信号可以通过电子方式 融合的 once to give 速度 (mm/s)，再乘以2得到 位移 （微米）。因此，一个安装妥当的传感器即可覆盖这三种经典的振动单元，让分析人员能够选择最能揭示特定故障的那一种。
2. 加速度计的工作原理是什么？压电原理
尽管存在多种物理原理，但用于工业机械的加速度计绝大多数都是基于 压电效应. 操作步骤非常简单：
- 压电晶体： 在传感器内部，一个小型地震质量体连接在 压电 元件——通常为陶瓷材料（如PZT），或在高端传感器中采用精密切割的石英晶体。
- 施加力： 当机器振动时，外壳随之移动。由于惯性作用，内部质量会抵抗这种运动，并对晶体施加一个力——根据牛顿第二定律，该力等于质量乘以加速度。
- 生成信号： 受力压电晶体会产生微小的电荷，其大小与施加的力成正比，因此也与加速度成正比。
- 输出： 内部电子元件对该电荷进行处理，并通过电缆将其传输至数据采集器或监测系统，作为该点加速度的模拟信号。
该电荷的条件决定了两个常见的类别。A charge-output 传感器将原始电荷传输至外部 电荷放大器 且能耐受极高的温度。在工业领域中更为常见的是 IEPE (or voltage-mode) 类型，该类型将放大器集成在传感器中，并输出低阻抗电压，这种电压通过普通双绞线传输效果良好。最可靠的设计采用 剪断 这种结构设计可使晶体免受基座弯曲和热瞬变的影响。
3. 加速度计的类型
不同的应用场景需要不同的传感器，每种传感器都有其独特的优势。
通用加速度计
这些是工业监控领域的骨干设备。它们通常提供 敏感度 灵敏度为100 mV/g，频率范围适用于泵、电机和风扇等大多数常见机械设备——大约在2 Hz至10 kHz之间。
MEMS加速度计
微机电系统（MEMS）加速度计采用硅基技术，体积微小、功耗低且性价比高。虽然历史上其灵敏度不如压电式加速度计，但现代MEMS器件正在迅速改进，并广泛应用于便携式电子设备、汽车系统、 无线监控 节点和成本较低的状态监测系统。
压阻式加速度计
这些传感器用于冲击测试和低频运动监测，其响应频率可低至0 Hz（直流加速度），因此非常适合测量离心机中的恒定加速度或车辆的缓慢行驶运动。
高频加速度计
这些传感器专为检测高频事件（如齿轮和轴承的早期损坏）而设计，采用更小的振动源和更高的共振频率，从而能够精确测量高达 20 kHz 或更高的频率——这一频段正是诸如 包络分析 和 冲击脉冲法 live.
4. 主要规格与选型
在选择加速度计时，工程师会综合考虑以下几个参数：
- 灵敏度（mV/g）： 更高的灵敏度能产生更强的输出信号，更有利于检测微弱振动；100 mV/g 是工业领域的通用标准。
- 频率响应： 传感器能够准确测量的波段。该波段必须覆盖预期 故障频率 该机器的，且其数值远低于传感器本身的 固有（谐振）频率.
- 温度范围： 传感器必须能够承受其安装位置的表面温度； 温度传感器 通常会集中部署以实现综合监测。
- 安装方法： 传感器采用哪种安装方式——螺柱、粘合剂或磁铁——对高频精度有着显著影响。螺柱安装方式 ISO 5348 提供最佳的耦合效果和最宽的可用带宽；磁铁在布线时虽然方便，但会降低最高频率上限。较差的 安装 可能会引入错误 安装共振 伪装成机器故障。
您可以使用以下方法估算特定附件带来的带宽开销： 加速度计安装共振计算器 在确定安装方案之前。
5. 状态监测中的应用
加速度计几乎是所有 振动分析 任务，包括：
- 预测性维护计划： 收集有关……的常规数据 途径 以分析设备运行状况并预测故障。
- 故障诊断： 精准定位不平衡、对中不良， 松弛 和 轴承磨损 from the 振动频谱.
- 验收测试： 验证新设备或维修后的设备是否符合振动规范，例如 ISO 20816 (ISO 10816 的现代继承者）。.
- 模态分析 studying the 固有频率 和 模态振型 结构的。
现场平衡是这些工作中要求最高的一项，因为它既需要振幅 和 的 阶段 每转一次的振动。例如，一款便携式双通道仪器，如 平衡仪-1a 利用其两个加速度计，将其锁定到一个 转速表 脉冲，并在设备运行速度下直接测量其自身轴承处的1×振幅和相位——将加速度计的原始信号转换为现场平衡转子所需的影响系数和校正权重。
