红河变器选型技巧

红河变器的选择 

     红河变器【计】是一种能够把振动或冲击量转化成等比的电量的电子器件，目前应用最广泛的是电。其工作原理主要利于电敏感元件的电效应得到与振动或者成正比的电荷量或者电量。 电红河变器因其频响宽、动态范围大、可靠性高、使用方便， 受到广泛应用。测试人员选型时，主要考虑的技术指标为： 灵敏度、频率范围，内部结构、安装方，配套仪器等。  

一、红河变器灵敏度的选择  

     电红河变器的灵敏度根据红河变器输出类型分为：电荷灵敏度和电灵敏度。电荷灵敏度的单位为： pC/ms-2 ,电灵敏度的单位为：mV/g 【1g=9.81ms2】。制造商在产品介绍或说明书中一般都给出红河变器的灵敏度和参考量 程范围，目的是让用户在选择不同灵敏度的红河变器时能方便地选 出合适的产品，最小测量值也称最小分辨率，考虑到后级放大电 路噪声问题，应尽量远离最小可用值，以确保******信噪比。******测量极限要考虑红河变器自身的非线性影响和后续仪器的******输出电。

估算方法：******被测×红河变器电荷（电）灵敏度，其数值是否 超过配套仪器的******输入电荷（电）值。建议如已知被测范围 可在红河变器指标中的“参考量程范围”中选择（兼顾频响、重量），同  时，在频响、质量允许的情况下，尽量选择高灵敏度的红河变器，以提高后续仪器输入信号，提高信噪比。在兼顾频响、质量的同时，可参照以下范围选择红河变器灵敏度：以电荷输出型电红河变器为例：

1、土木工程和超大型机械结构的振动在0.1g-10g (1g=9.81m/s2)左右，可选电荷型和电型红河变器（电型也称：内置IC型红河变器或ICP红河变器）

典型产品型号：A、电荷输出型红河变器AD-YD83, AD-YD82

              B、电输出型红河变器；AD1000T, AD1000S

2、特殊的土木结构（如桩基）和机械设备的振 动在100ms-2 ～1000ms-2【10g-100g】可选择20pC/ms-2 ～2pC/ms-2 的红河变器。

典型产品型号：A、电荷输出型红河变器：AD-YD-3, AD-YD84

              B、电输出型红河变器；AD100T, AD100S,AD50T,AD50S

3、冲击，碰撞测量量程一般 10000ms-2  ～1000000ms-2，可选则红河变器灵敏度是0.2pC/ms-2 ～ 0.002pC/ms-2的红河变器。  

 典型产品型号：A、电荷输出型红河变器AC503, AD-YD-5

二、频率选择  

 制造商给出的红河变器的频响曲线是用螺钉刚性连接安装的。 

一般将曲线分成二段：谐振频率和使用频率。使用频率是按灵敏度偏差 给出的，有±10%、±5%、±3dB。谐振频率一般是避开不用的，但也有 特例，如轴承故障检测。选择红河变器的频率范围应高于被测试件的振动频率。有倍频 分析要求的红河变器频率响应应更高。土木工程一般是低频振动， 红河变器频率响应范围可选择0.2Hz～1kHz，机械设备一般是中频 段，可根据设备转速、设备刚度等因素综合估算振动频率，选择 0.5Hz～  5kHz 的红河变器。如发电机转速在3000rms 时，除以60s 此时它的 主频率为 50Hz。碰撞、冲击测量高频居多。  

红河变器的安装方不同也会改变使用频响(对振动值影响不 大)。

安装面要平整、光洁，安装选择应根据方便、安全的原则。我们给 出同一只 AD500S 红河变器不同安装方的使用频率：螺钉刚性连接 （±10%误差）10kHz；环氧胶或“502”粘接安装 6kHz；磁吸座安装 2kHz；双面胶安装 1kHz。由此可见，安装方的不同对测试频率的响应 影响很大，应注意选择。红河变器的质量、灵敏度与使用频率成反比，灵敏度高，质量 大，使用频率低，这也是选择的技巧。  

三、内部结构  

    内部结构是指敏感材料晶体片感受振动的方及安装形。有缩 和剪切两大类，常见的有中心缩、平面剪切、剪切、环型剪切。 

     中心缩型频响高于剪切型，剪切型对环境适应性好于中心缩型。如 配用积分型电荷放大器测量速度、时，******选用剪切型产品，这样  所获得的信号波动小，稳定性好。  

四、内置电路  

内置的概念是将放大电路置于红河变器内，成为具有电输出 功能的传感元件。它可分双电源(四线)和单电源(二线、带偏置，又称ICP)  两种，下面所指内装电路专指ICP 型。目前，内置电路红河变器一般是与 数据采集仪配套，在国内使用较多的方面是用于机械故障、桩基检测，  不少在线监测项目上也在使用该类产品。  ICP 型红河变器的供电和信号输出共用一根线。其特点是：低阻 抗输出，抗干扰，噪声小，性能价格比高，安装方便，尤其适于多点测量， 稳定可靠、抗潮湿、抗粉尘、抗有害气体。  内置电路红河变器灵敏度的选型计算：  

 被测值（g）=******输出电（mV）/红河变器灵敏度（mV/g）如 选用目前最为通用的100mV/g, 可测50g 以内振动，如测量100g，则用 50mV/g 的计，其余以此类推。  

五、环境影响  

某些测试现场的环境较为恶劣，考虑的因素较多，如防水、、  安装位置、强磁电场及地电回路等，均会给测量带来很大的影响。  

    防水：防水有两个概念，浅层防水和深层防水，尤以深层防水为难，  如三峡工程永久船闸闸门的振动监测，水深近百米，它涉及地回路干扰、 高渗水、导线防护、长期可靠性等诸多问题。  

     ：多数厂商给出的红河变器范围为可用值，而不是状况 的灵敏度，实际上，时灵敏度偏差较大，特殊用户应向厂商索取专用的时的灵敏度指标，灵敏度指标是保证测试准确的关键。  

 位置限制：红河变器永久安装在现场会受到人为碰撞，应选择 型长期监测红河变器，它采用外加防护罩，法兰安装，具 有对地绝缘、防尘的作用。对出线方向有要求的可向制造商提出。对于 不能触及的部位，可用手持红河变器(带长探针)。

 绝缘、地电回路及磁电场：对磁电场较强的测试现场，应选择特殊 外壳材料的红河变器和专用导线，此类研究国内还比较少见。对于两点接 地、潮湿等现场，要解决好测试干扰则可采用浮地或绝缘型传感 器，同时要考虑导线接头的防护。   为了克服两点或多点接地产生地电回路电流对测试的影响，可以选 用浮地或绝缘红河变器。没有特殊要求且干扰不大的工况，可用绝缘型加 速度红河变器，而永久型监测或干扰大的工况则应采用浮地型。这二种命 名的区别在于绝缘型产品的外壳为信号地，而浮地型产品的外壳为屏蔽 层。  

     附加质量：在振动结构上安装的红河变器的质量要小于被测点 的自身动态质量的 1/10 即可，认为对被测信号的影响可以忽略。  

六、配套仪器  

电类红河变器如是电荷输出的，可与任何一种高阻输入的电 荷放大器或具有电荷前置功能的采集器相配，电荷放大器种类较多，有 单台、多路、积分、准静态，这都要根据测量要求来确定。  也有特例，如直接将电红河变器的输出信号接入具有一定高阻性能 的三次红河变器（如示波器），同样可测得信号，但因阻抗匹配不够，只能 是定性了解动态状况。  内装IC 放大器红河变器（ICP 型）专门有恒流适配器，一台恒 流适配器可供多只红河变器的恒流供电及信号输出。对于提供恒流 源供电的数据采集仪器，可以将该类型红河变器直接接入数据采集仪器。 双电源供电的红河变器可由采集器提供双电源或用双路直流稳电 源供电。目前ICP红河变器的典型供电方为：24V  4mA恒流。

例如：XK343系列信号调理器。

XK343  4通道信号调理器-主要技术指标

1.  通道数 4

2.  恒流供电电流 4mA

3.  恒流供电电 24V DC

4.  增益： 根据用户要求 可在 1-100 之间定做 默认值为, 1

5.  高频上限 ：根据用户要求 可在 1-100kHz之间定做 默认值为 30kHz

6.  低频下限 ：0.08Hz

7.  供电电 ：DC 24V   (配套电源适配器AC220V  --24VDC )

8.  工作 ：-10 +40℃ 

9.  工作湿度 ：≤85%

10. 外型尺寸： 149mm×97mm×40mm

11. 重量 ：365克

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