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邁確METRIX振動傳感器機械振動→電信號轉換機制
METRIX振動傳感器根據測量目標(位移、速度、加速度)和工況需求,采用不同的物理原理實現機械振動到電信號的轉換。以下是其主流技術的核心轉換過程:
?轉換原理?:
?電磁感應?:探頭內的高頻振蕩線圈(1~2 MHz)產生交變磁場。
?渦流效應?:當金屬靶面(如旋轉軸)靠近時,靶面內產生反向渦流,改變線圈的阻抗特性。
?阻抗→電壓轉換?:內置電路將阻抗變化轉換為線性電壓信號(0~24 VDC)或電流信號(4~20 mA),直接反映探頭與靶面之間的?位移變化?。
?關鍵環節?:
?線性校準?:通過靶面材料(不銹鋼/合金)的電磁特性匹配,確保位移-電壓線性度(誤差≤±1%)。
?溫度補償?:集成溫度傳感器,抵消環境溫度對線圈阻抗的干擾。
?二、壓電式加速度傳感器(如5550系列)?
?轉換原理?:
?壓電效應?:傳感器內部壓電晶體(如石英或陶瓷)受振動機械應力時,發生形變并產生?電荷?(Q = d × F,d為壓電常數,F為施加力)。
?電荷→電壓轉換?:通過內置電荷放大器將高阻抗電荷信號轉換為低阻抗電壓信號(如100 mV/g)。
?信號輸出?:輸出與振動加速度成正比的電壓信號,經積分電路可轉換為速度或位移信號。
?關鍵環節?:
?頻率響應?:壓電晶體的諧振頻率(如5550系列達25 kHz)決定高頻信號捕捉能力。
?阻尼設計?:硅油填充或橡膠阻尼層,抑制傳感器自身共振對測量的影響。
?三、電磁式速度傳感器(如ST5484E系列)?
邁確METRIX振動傳感器?轉換原理?:
?電磁感應定律?:傳感器內永久磁鐵與線圈相對運動(由外部振動驅動),線圈切割磁感線產生?感應電動勢(EMF)?(E = B × L × v,B為磁場強度,L為導線長度,v為振動速度)。
?速度→電壓轉換?:感應電動勢的幅值與振動速度成正比(典型靈敏度20 mV/mm/s)。
?信號調理?:通過積分/微分電路將速度信號轉換為位移或加速度信號。
?關鍵環節?:
?低頻優化?:質量-彈簧系統設計(如ST5484E的5 Hz下限頻率),增強低速振動響應。
?無源供電?:無需外部電源,適合防爆或長距離傳輸場景。
?四、信號處理與輸出?
?濾波與放大?:
?低通濾波?(如MX8030內置5 kHz截止頻率):抑制高頻噪聲干擾。
?增益調節?:可調放大器適配不同量程(如5550系列提供10~1000 mV/g多檔靈敏度)。
?標準化輸出?:
?模擬信號?:4-20 mA電流環(如ST5484E)抗干擾強,適合遠傳至PLC/DCS系統。
?數字信號?:部分型號(如MX8030-485)支持RS-485 Modbus輸出,直接接入工業物聯網(IIoT)平臺。
?五、典型傳感器信號鏈示例?
?振動參數? ?傳感器類型? ?物理轉換機制? ?輸出信號形式?
?位移? 電渦流趨近式探頭 靶面位移→線圈阻抗變化→電壓 0~10 VDC / 4~20 mA
?加速度? 壓電加速度傳感器 慣性力→壓電電荷→電壓 10~1000 mV/g
?速度? 電磁速度傳感器 線圈切割磁感線→感應電動勢 20 mV/mm/s(需積分處理)
?六、邁確METRIX振動傳感器技術對比與選型參考?
?傳感器類型? ?適用場景? ?動態范圍? ?供電需求?
電渦流趨近式探頭 軸位移、偏心監測(μm級) 0~5 kHz 需外部24 VDC供電
壓電加速度傳感器 高頻沖擊、齒輪故障診斷 0.5 Hz~25 kHz 恒流源供電(2~10 mA)
電磁速度傳感器 電機/泵低頻振動監測 5 Hz~2 kHz 無源(自發電)
通過物理原理與電子技術的深度融合,METRIX傳感器實現了從機械振動到工業標準電信號的高保真轉換,為設備狀態監測提供精準數據基礎。