无源伺服传感器低频振动测量中的噪声及减小措施
摘 要：振动是工程技术和生产生活中常见的现象，现代工业对产品质量有着越来越高的要求，对各种制造设备提出了低振级、低噪声、高抗振能力的要求。随着电子技术和计算机技术的应用，现代振动测试技术已应用到各种物理现象的检测、分析、预报和控制中。
关键词：低频振动；无源伺服传感器
振动是工程技术和生产生活中常见的现象。工程上可以利用振动来进行破碎、夯实、输送和加工等，振动也具有有害的一面；现代工业对产品质量有着越来越高的要求，对各种制造设备提出了低振级、低噪声、高抗振能力的要求。振动测量的基本过程为：通过传感器把振动体的运动转换为电信号，这个电信号经过信号处理器对其进行放大、滤波、A/D转换、线性补偿等各种处理后，送给显示部件、分析仪或计算机，处理后便得到功率谱、结构模态参数和频率响应函数等有用的结果。
常用测振传感器有三种：压电式加速度传感器、光纤传感器和磁电式振动传感器，在低频振动测量中，由于压电式传感器和光纤传感器的处理电路比较复杂，输出信号非常微弱且噪声大，信号提取困难等原因，工程上多采用磁电式传感器。
一、无源伺服传感器的结构
无源伺服传感器是在磁电式传感器的基础结构上增加了无源反馈网络，其结构原理图如图1所示：
图中m为惯性质量块，作为摆体运动部分；k为弹性支承元件；c为空气阻尼部分，sN构成磁路系统；摆体上绕有两个线圈，一个为主线圈，一个为标定线圈。测量时，传感器刚性安装在被测物体上，被测物体振动传感器一起振动，传感器内部的摆体也随着运动，绕在摆体上的线圈切割磁力线产生感生电动势，该感生电动势与被测物的振动有确定的函数关系。无源伺服传感器的摆体形式和控制方式按照特定控制，可选择换能方式为速度换能、位移换能和加速度换能，例如北京科尚的KSI-151无源伺服低频振动传感器就具有四种档位可选：1个加速度档和3个速度档，使用方便无需供电，无需调零，且采用全隔离绝缘密封、内部双层电磁屏蔽、具有高抗干扰性。无源伺服传感器频率响应范围宽，阀值小，可测量微小的振动，输出阻抗较低，对传输设备无特殊要求可适应各种振动量测试领域。
无源伺服振动传感器属于低阻抗电压输出型传感器，在低频振动测量中输出信号小，要求传感器的固有频率小，才具备符合要求的灵敏度，否则信号将淹没在噪声中；无源伺服振动传感器采用无源反馈网络，避免了有源校正引入电子噪声的情况，可写出传感器的数...
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