振動與測振儀

振動測量的重要性

產(chǎn)業(yè)環(huán)境或人們居住環(huán)境中所產(chǎn)生的振動，除特殊情況除外，毫無疑問都不希望其存在。并且，不必要的振動會使機械的壽命縮短，產(chǎn)品的質(zhì)量變差，還會導(dǎo)致出乎意料的事故等。另外，如果發(fā)生振動公害，如何解決振動問題就會立即成為當(dāng)務(wù)之急，這決不是夸大其詞。
理音公司的測振儀在機械的維護或監(jiān)視、商品的設(shè)計研究或質(zhì)量管理、防振措施、振動工具或交通工具等的勞動衛(wèi)生領(lǐng)域、進一步來說，為在環(huán)境振動、地震的記錄、控制、防災(zāi)等多方面振動問題的解決提供有效的情報。

表示振動大小的尺度

表示振動大小有位移、速度、加速度這3 種尺度。根據(jù)振動現(xiàn)象的不同或測量目的的差異，所使用的尺度也各不同，但在正弦波振動時，這三者之間以下的關(guān)系成立。另外，表示振動大小的實用單位，還使用下表所列的參數(shù)。

用于機械振動的測振儀

用于測量機械振動的測振儀，根據(jù)其測量對象的機械振動不同需選擇不同的傳感器。由于低頻用傳感器用以測量低加速度，靈敏度較高，但體積較大、重量也較重，設(shè)置時的共振頻率也較低。而高頻用傳感器用于測量較高的加速度，故設(shè)計成重量輕、小型、低靈敏度。
理音公司提供壓電式和伺服式的加速度傳感器，覆蓋極寬的測量頻率范圍，可根據(jù)相應(yīng)的測量目的，選擇各種能充分發(fā)揮其特點的測振儀。壓電式加速度傳感器一般在測量大約1 Hz 以上頻率的振動時使用。
該傳感器的高頻特性優(yōu)異，特別適用于高頻振動測量，故較多使用于工廠等的設(shè)備診斷或振動監(jiān)視。

壓電式傳感器隨溫度變化會產(chǎn)生低頻成分的雜音（熱雜音）。因此，在使用時應(yīng)盡量防止溫度變化。通過積分計算速度、位移來評價時，熱雜音將被放大，須特別加以注意。另外，壓電式傳感器除內(nèi)置有前置放大器之外，還需要電荷放大器。伺服式傳感器的頻率響應(yīng)一直到直流（DC）為止都為水平，低頻雜音也非常小，用于大約10 Hz 以下的測量。zui近，在地震儀的傳感器中也較多使用伺服式。伺服式的可測量頻率的上限約為100 Hz。另外，伺服式傳感器由專用電源供電，不需要電荷放大器。

在某種晶體上施壓使其產(chǎn)生機械變形，晶體表面產(chǎn)生與外力成比例的電荷，從而產(chǎn)生電壓的現(xiàn)象被稱為壓電效果，壓電式傳感器就使用了具有此壓電效果的壓電元件。壓電式傳感器體積小型、重量輕，振動加速度及頻率范圍廣，并且具有高精度、高信賴性，操作簡單，目前正被作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器使用。在壓電式加速度傳感器中，根據(jù)壓電元件的利用方法不同，有如圖1 的剪切型和壓縮型兩種。
（1）剪切型
具有使壓電元件產(chǎn)生錯位的結(jié)構(gòu)，靈敏度高，故可實現(xiàn)小型化。另外，壓電式傳感器特有的隨溫度變化的雜音（熱電輸出）很小，有利于低強度、低頻領(lǐng)域的測量。適用于機械振動、結(jié)構(gòu)物、地震等的低強度、低頻范圍的測量、振動監(jiān)視裝置。
（2）壓縮型
為在壓電元件上壓以砝碼的構(gòu)造。由于構(gòu)造簡單、機械強度高，故適用于大加速度、沖擊強的測量。

環(huán)境振動的測量（振動等級計）

為了評價環(huán)境振動的大小，根據(jù)人體振動感覺特性，用測量值的振動等級( 分貝)。這相似噪聲的聲級的想法，對物理振動量（對環(huán)境振動 : 加速度）用人體感覺特性補償，結(jié)果以得到的測量值為評價的對象。下面是振動等級計的根據(jù)日本國內(nèi)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS C 1510 規(guī)定的頻率特性圖表

設(shè)備診斷

①維護的類型（思路)
根據(jù)設(shè)備的重要度來區(qū)分使用類型，考慮用zui小的成本產(chǎn)生zuida的效果。
●事后維護（BM : Break-down Maintenance)
　出現(xiàn)故障后修理是基本思路
●基于時間的維護（TBM : Time Based Maintenance)
　無論故障有無，進行更換使用一段時間后的部件、周期性地檢查、拆卸、修理等預(yù)防維護（PM : Preventive Maintenance)的思路
　●基于狀態(tài)的維護（CBM : Condition Based Maintenance)
　定期地測量機械設(shè)備的動作狀態(tài)，把握其劣化程度，預(yù)知故障的發(fā)生，通過立即實施預(yù)知維護（PRM : Predictive Maintenance)，進行檢查、拆卸、修理，更換部件等的思路
②采用振動法的設(shè)備診斷技術(shù)
振動法為在機械設(shè)備處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，通過進行振動測量，較早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況，來實施設(shè)備維護的方法。對直接連接生產(chǎn)設(shè)備的重要設(shè)備，特別是旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備極為有效。
③振動振幅的響應(yīng)特性
振動頻率不同，位移振幅、速度振幅、加速度振幅的響應(yīng)會不同。在設(shè)備診斷中區(qū)分使用很重要。充分理解哪一種振動增大，按照想檢測出的異常情況來區(qū)分使用振動的參數(shù)。根據(jù)需要也可能有必要速度和加速度兩者都測量。
④診斷方法
●簡易診斷法
　人工進行定期的振動測量，通過對測量值的趨勢管理實施機械設(shè)備的預(yù)知維護。
　使用測量儀（VM-82A、VM-63C、VA-12、SX-A1VA等）
●精密診斷法
　通過對振動信號進行FFT分析等，提取機械設(shè)備的異常部位，然后進行檢查和修理。使用測量儀（VA-12、SX-A1VA等）