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1,、相對式機(jī)械接收原理

由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最單的形式，因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng),，從而制造出了機(jī)械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）,。傳感器的機(jī)械接收原理就是建立在此基礎(chǔ)上的。相對式測振儀的工作接收原理是在測量時(shí),，把儀器固定在不動(dòng)的支架上,，使觸桿與被測物體的振動(dòng)方向一致，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸,，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí),，觸桿就跟隨它一起運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)記錄筆桿在移動(dòng)的紙帶上描繪出振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線,，根據(jù)這個(gè)記錄曲線可以計(jì)算出位移的大小及頻率等參數(shù),。

由此可知，相對式機(jī)械接收部分所測得的結(jié)果是被測物體相對于參考體的相對振動(dòng),，只有當(dāng)參考體絕對不動(dòng)時(shí),，才能測得被測物體的絕對振動(dòng),。這樣，就發(fā)生一個(gè)問題,，當(dāng)需要測的是絕對振動(dòng),，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這類儀器就無用武之地,。例如：在行駛的內(nèi)燃機(jī)車上測試內(nèi)燃機(jī)車的振動(dòng),，在地震時(shí)測量地面及樓房的振動(dòng)……，都不存在一個(gè)不動(dòng)的參考點(diǎn),。在這種情況下,，我們必須用另一種測量方式的測振儀進(jìn)行測量，即利用慣性式測振儀,。

2,、慣性式機(jī)械接收原理

慣性式機(jī)械測振儀測振時(shí)，是將測振儀直接固定在被測振動(dòng)物體的測點(diǎn)上,，當(dāng)傳感器外殼隨被測振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),，由彈性支承的慣性質(zhì)量塊將與外殼發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，則裝在質(zhì)量塊上的記錄筆就可記錄下質(zhì)量元件與外殼的相對振動(dòng)位移幅值,，然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對振動(dòng)位移的關(guān)系式,，即可求出被測物體的絕對振動(dòng)位移波形。

將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號,，經(jīng)電子線路放大后顯示和記錄,。電測法的要點(diǎn)在于先將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量（電動(dòng)勢、電荷,、及其它電量）,，然后再對電量進(jìn)行測量，從而得到所要測量的機(jī)械量,。這是目前應(yīng)用得*泛的測量方法,。

上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同，但是,，組成的測量統(tǒng)基本相同,，它們都包含拾振、測量放大線路和顯示記錄三個(gè)環(huán)節(jié),。

1,、拾振環(huán)節(jié)。把被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的,、光學(xué)的或電的信號,，完成這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作的器件叫傳感器。

2,、測量線路,。測量線路的種類甚多，它們都是針對各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的,。比如,，專配壓電式傳感器的測量線路有電壓放大器、電荷放大器等,；此外,，還有積分線路、微分線路,、濾波線路,、歸一化裝置等等。

3,、信號分析及顯示,、記錄環(huán)節(jié)。從測量線路輸出的電壓信號,，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器（如電子電壓表,、示波器、相位計(jì)等）,、記錄設(shè)備（如光線示波器,、磁帶記錄儀、X—Y 記錄儀等）等,。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上,，然后再輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理，從而得到最終結(jié)果,。

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METRIX振動(dòng)傳感器分類：

1,、相對式

電動(dòng)式傳感器基于電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在固定的磁場里切割磁力線時(shí),，導(dǎo)體兩端就感生出電動(dòng)勢,，因此利用這一原理而生產(chǎn)的傳感器稱為電動(dòng)式傳感器。

相對式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來說,，是一個(gè)位移傳感器,，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)定律，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢同被測振動(dòng)速度成正比,，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器,。

2、電渦流式

電渦流傳感器是一種相對式非接觸式傳感器,，它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離變化來測量物體的振動(dòng)位移或幅值的,。電渦流傳感器具有頻率范圍寬（0～10 kHZ），線性工作范圍大、靈敏度高以及非接觸式測量等優(yōu)點(diǎn),，主要應(yīng)用于靜位移的測量,、振動(dòng)位移的測量、旋轉(zhuǎn)機(jī)械中監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)測量,。

3,、電感式

依據(jù)傳感器的相對式機(jī)械接收原理，電感式傳感器能把被測的機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成為電參量信號的變化,。因此,，電感傳感器有二種形式，一是可變間隙,，二是可變導(dǎo)磁面積,。

4、電容式

電容式傳感器一般分為兩種類型,。即可變間隙式和可變公共面積式,。可變間隙式可以測量直線振動(dòng)的位移,?？勺兠娣e式可以測量扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的角位移。

5,、慣性式

慣性式電動(dòng)傳感器由固定部分,、可動(dòng)部分以及支承彈簧部分所組成。為了使傳感器工作在位移傳感器狀態(tài),，其可動(dòng)部分的質(zhì)量應(yīng)該足夠的大,，而支承彈簧的剛度應(yīng)該足夠的小，也就是讓傳感器具有足夠低的固有頻率,。

根據(jù)電磁感應(yīng)定律,，感應(yīng)電動(dòng)勢為：u=Blx&r式中B為磁通密度，l為線圈在磁場內(nèi)的有效長度,， r x&為線圈在磁場中的相對速度,。

從傳感器的結(jié)構(gòu)上來說，慣性式電動(dòng)傳感器是一個(gè)位移傳感器,。然而由于其輸出的電信號是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生,，根據(jù)電磁感應(yīng)電律，當(dāng)線圈在磁場中作相對運(yùn)動(dòng)時(shí),，所感生的電動(dòng)勢與線圈切割磁力線的速度成正比,。因此就傳感器的輸出信號來說，感應(yīng)電動(dòng)勢是同被測振動(dòng)速度成正比的,，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器,。

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6、壓電式

壓電式加速度傳感器的機(jī)械接收部分是慣性式加速度機(jī)械接收原理，機(jī)電部分利用的是壓電晶體的正壓電效應(yīng),。其原理是某些晶體（如人工極化陶瓷,、壓電石英晶體等，不同的壓電材料具有不同的壓電系數(shù),，一般都可以在壓電材料性能表中查到,。）在一定方向的外力作用下或承受變形時(shí),，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生,，這種從機(jī)械能（力，變形）到電能（電荷,，電場）的變換稱為正壓電效應(yīng),。而從電能（電場，電壓）到機(jī)械能（變形,，力）的變換稱為逆壓電效應(yīng),。

因此利用晶體的壓電效應(yīng)，可以制成測力傳感器,，在振動(dòng)測量中,，由于壓電晶體所受的力是慣性質(zhì)量塊的牽連慣性力，所產(chǎn)生的電荷數(shù)與加速度大小成正比,，所以壓電式傳感器是加速度傳感器,。

7、壓電式力

在振動(dòng)試驗(yàn)中,，除了測量振動(dòng),，還經(jīng)常需要測量對試件施加的動(dòng)態(tài)激振力。壓電式力傳感器具有頻率范圍寬,、動(dòng)態(tài)范圍大,、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得廣泛應(yīng)用,。壓電式力傳感器的工作原理是利用壓電晶體的壓電效應(yīng),，即壓電式力傳感器的輸出電荷信號與外力成正比。

8,、阻抗頭

阻抗頭是一種綜合性傳感器,。它集壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器于一體，其作用是在力傳遞點(diǎn)測量激振力的同時(shí)測量該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),。因此阻抗頭由兩部分組成,，一部分是力傳感器，另一部分是加速度傳感器,，它的優(yōu)點(diǎn)是,，保證測量點(diǎn)的響應(yīng)就是激振點(diǎn)的響應(yīng)。使用時(shí)將小頭（測力端）連向結(jié)構(gòu)，大頭（測量加速度）與激振器的施力桿相連,。從“力信號輸出端"測量激振力的信號,，從“加速度信號輸出端"測量加速度的響應(yīng)信號。

注意,，阻抗頭一般只能承受輕載荷,，因而只可以用于輕型的結(jié)構(gòu)、機(jī)械部件以及材料試樣的測量,。無論是力傳感器還是阻抗頭,，其信號轉(zhuǎn)換元件都是壓電晶體，因而其測量線路均應(yīng)是電壓放大器或電荷放大器,。

9,、電阻應(yīng)變式

電阻式應(yīng)變式傳感器是將被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻的變化量。實(shí)現(xiàn)這種機(jī)電轉(zhuǎn)換的傳感元件有多種形式,，其中最常見的是電阻應(yīng)變式的傳感器,。

電阻應(yīng)變片的工作原理為：應(yīng)變片粘貼在某試件上時(shí)，試件受力變形,，應(yīng)變片原長變化,，從而應(yīng)變片阻值變化，實(shí)驗(yàn)證明,，在試件的彈性變化范圍內(nèi),，應(yīng)變片電阻的相對變化和其長度的相對變化成正比。

10,、激光

激光傳感器利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器,。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成,。激光傳感器是新型測量儀表,，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快,，精度高,，量程大，抗光,、電干擾能力強(qiáng)等,，極適合于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的非接觸測量應(yīng)用。

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