測(cè)量振動(dòng) | 環(huán)境對(duì)振動(dòng)測(cè)量有哪些影響？

HBK聲學(xué)與振動(dòng)

2022年4月20日 17:41

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環(huán)境影響是測(cè)量振動(dòng)時(shí)應(yīng)了解的一部分，本文簡(jiǎn)要解釋了如下因素對(duì)振動(dòng)測(cè)量的影響：

溫度
電纜噪聲
來(lái)自周圍環(huán)境的其他影響

壓電材料和溫度

所有壓電材料都受溫度影響，因此環(huán)境溫度的變化都會(huì)引起加速度計(jì)的靈敏度發(fā)生變化。

典型的通用加速度計(jì)可以承受高達(dá) 250°C左右 的溫度。在更高溫度下，壓電陶瓷將開(kāi)始去極化，因此靈敏度將發(fā)生永久改變。如果去極化不太嚴(yán)重，則在重新校準(zhǔn)后仍可使用這種加速度計(jì)。對(duì)于-196°C至482°C的溫度，可提供采用特殊壓電材料的加速度計(jì)。

出于這個(gè)原因，所有B&K 加速度計(jì) 都提供 典型靈敏度與溫度曲線 ，當(dāng)溫度顯著高于或低于20°C的情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以根據(jù)加速度計(jì)靈敏度的變化來(lái)校正測(cè)量的水平。

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在測(cè)量環(huán)境中，壓電加速度計(jì)在受到溫度波動(dòng)（稱為溫度瞬變）時(shí)，也會(huì)顯示出不同的輸出。這通常只是在測(cè)量極低水平或低頻振動(dòng)的情況下才會(huì)遇到的問(wèn)題。現(xiàn)代剪切型加速度計(jì)的靈敏度不易受溫度瞬變的影響，而壓縮類型的加速度計(jì)輸出則可能高出100倍或更多倍。

當(dāng)加速度計(jì)需要安裝在溫度高于250°C的表面時(shí)，可以在底座和測(cè)量表面之間插入散熱片和云母墊圈。在350至400°C的表面溫度下，通過(guò)這種方法，加速度計(jì)底座可以保持在250°C以下。使用流體冷卻幫助帶走熱量可以提供額外的幫助。

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加速度計(jì)電纜噪聲

由于壓電加速度計(jì)具有較高的輸出阻抗，因此連接電纜中產(chǎn)生的噪聲信號(hào)有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這些干擾可能是由接地環(huán)路、摩擦電噪聲或電磁噪聲引起的。

接地回路

電流有時(shí)會(huì)流入加速度計(jì)電纜的屏蔽層，因?yàn)榧铀俣扔?jì)和測(cè)量設(shè)備是分開(kāi)接地的。通過(guò)使用絕緣螺柱和云母墊圈或絕緣適配器將加速度計(jì)底座與安裝表面電氣隔離，可以斷開(kāi)接地回路。在現(xiàn)代儀器中，如果電壓不太高，可以使用所謂的浮地輸入。

摩擦電噪聲

電纜本身的機(jī)械運(yùn)動(dòng)通常會(huì)將摩擦電氣噪聲引入加速度計(jì)電纜。它源于構(gòu)成電纜的各層的動(dòng)態(tài)彎曲、壓縮和張力導(dǎo)致的本地電容和電荷變化。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)?/span>低噪聲加速度計(jì)電纜并將其粘在盡可能靠近加速度計(jì)的地方，可以避免此問(wèn)題。對(duì)于CCLD加速度計(jì)來(lái)說(shuō)，這通常不是一個(gè)重大問(wèn)題。

電磁噪聲

當(dāng)加速度計(jì)電纜位于運(yùn)行中的機(jī)械附近時(shí)，電磁干擾會(huì)在加速度計(jì)電纜中引起噪聲。雙屏蔽電纜在這方面有所幫助，但在嚴(yán)重的情況下，應(yīng)使用差分加速度計(jì)和差分前置放大器。

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影響加速度計(jì)的環(huán)境因素

基座應(yīng)變

當(dāng)加速度計(jì)安裝在正在經(jīng)歷應(yīng)變變化的表面上時(shí)，將由于應(yīng)變傳輸?shù)絺鞲性a(chǎn)生假輸出。加速度計(jì)設(shè)計(jì)有厚而堅(jiān)硬的底座，以最大限度地減少這種影響：DeltaShear?類型的基座應(yīng)變靈敏度特別低，因?yàn)閭鞲性惭b在中心柱上，而不是直接安裝在加速度計(jì)底座上。

核輻射

大多數(shù)B&K加速度計(jì)（非CCLD）都可以在100Gy/h（10kRad/h）的伽馬輻射劑量下使用，累計(jì)劑量為20kGy（2mRad），而不會(huì)發(fā)生重大特性變化。某些加速度計(jì)可用于累積劑量超過(guò)1mGy（100mRad）的重輻射。

磁場(chǎng)

壓電加速度計(jì)的磁靈敏度非常低，通常小于每T0.1至2.5m/s2（每千高斯0.01至0.25m/s2），即使加速度計(jì)處于磁場(chǎng)中最惡劣的方向時(shí)。

濕度

B&K加速度計(jì)通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘接或焊接密封，以確保在潮濕環(huán)境中可靠運(yùn)行。對(duì)于在液體中短時(shí)間使用或可能出現(xiàn)大量冷凝的地方，建議使用Telflon密封的加速度計(jì)電纜。加速度計(jì)連接器還應(yīng)使用無(wú)酸的室溫硫化硅橡膠或乳膠密封。帶有一體化電纜的工業(yè)加速度計(jì)適合在潮濕或潮濕地區(qū)永久使用。

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