测量振动 | 环境对振动测量有哪些影响？

BK声学与振动

环境影响是测量振动时应了解的一部分，本文简要解释了如下因素对振动测量的影响：- 温度- 电缆噪声- 来自周围环境的其他影响

压电材料和温度

所有压电材料都受温度影响，因此环境温度的变化都会引起加速度计的灵敏度发生变化。

典型的通用加速度计可以承受高达250°C左右的温度。在更高温度下，压电陶瓷将开始去极化，因此灵敏度将发生永久改变。如果去极化不太严重，则在重新校准后仍可使用这种加速度计。对于-196°C至482°C的温度，可提供采用特殊压电材料的加速度计。

出于这个原因，所有B&K加速度计都提供典型灵敏度与温度曲线，当温度显著高于或低于20°C的情况下进行测量时，可以根据加速度计灵敏度的变化来校正测量的水平。

                               
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在测量环境中，压电加速度计在受到温度波动（称为温度瞬变）时，也会显示出不同的输出。这通常只是在测量极低水平或低频振动的情况下才会遇到的问题。现代剪切型加速度计的灵敏度不易受温度瞬变的影响，而压缩类型的加速度计输出则可能高出100倍或更多倍。

当加速度计需要安装在温度高于250°C的表面时，可以在底座和测量表面之间插入散热片和云母垫圈。在350至400°C的表面温度下，通过这种方法，加速度计底座可以保持在250°C以下。使用流体冷却帮助带走热量可以提供额外的帮助。

                               
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加速度计电缆噪声

由于压电加速度计具有较高的输出阻抗，因此连接电缆中产生的噪声信号有时可能会出现问题。这些干扰可能是由接地环路、摩擦电噪声或电磁噪声引起的。




接地回路
电流有时会流入加速度计电缆的屏蔽层，因为加速度计和测量设备是分开接地的。通过使用绝缘螺柱和云母垫圈或绝缘适配器将加速度计底座与安装表面电气隔离，可以断开接地回路。在现代仪器中，如果电压不太高，可以使用所谓的浮地输入。




摩擦电噪声
电缆本身的机械运动通常会将摩擦电气噪声引入加速度计电缆。它源于构成电缆的各层的动态弯曲、压缩和张力导致的本地电容和电荷变化。通过使用适当的低噪声加速度计电缆并将其粘在尽可能靠近加速度计的地方，可以避免此问题。对于CCLD加速度计来说，这通常不是一个重大问题。




电磁噪声
当加速度计电缆位于运行中的机械附近时，电磁干扰会在加速度计电缆中引起噪声。双屏蔽电缆在这方面有所帮助，但在严重的情况下，应使用差分加速度计和差分前置放大器。

                               
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影响加速度计的环境因素

基座应变

当加速度计安装在正在经历应变变化的表面上时，将由于应变传输到传感元件而产生假输出。加速度计设计有厚而坚硬的底座，以最大限度地减少这种影响：DeltaShear®类型的基座应变灵敏度特别低，因为传感元件安装在中心柱上，而不是直接安装在加速度计底座上。




核辐射
大多数B&K加速度计（非CCLD）都可以在100Gy/h（10kRad/h）的伽马辐射剂量下使用，累计剂量为20kGy（2mRad），而不会发生重大特性变化。某些加速度计可用于累积剂量超过1mGy（100mRad）的重辐射。




磁场
压电加速度计的磁灵敏度非常低，通常小于每T0.1至2.5m/s2（每千高斯0.01至0.25m/s2），即使加速度计处于磁场中最恶劣的方向时。




湿度
B&K加速度计通过环氧树脂粘接或焊接密封，以确保在潮湿环境中可靠运行。对于在液体中短时间使用或可能出现大量冷凝的地方，建议使用Telflon密封的加速度计电缆。加速度计连接器还应使用无酸的室温硫化硅橡胶或乳胶密封。带有一体化电缆的工业加速度计适合在潮湿或潮湿地区永久使用。

                               
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腐蚀性物质
所有Brüel & Kjær加速度计的结构中使用的材料对行业中遇到的大多数腐蚀剂都具有很高的耐受性，B&K加速度计内部主要成分是钛和不锈钢。




声学噪声
测量环境中的机械噪声水平通常不足以导致振动测量中出现重大误差。通常情况下，安装加速度计的结构引起的振动远大于空气声对加速度计的激励。




横向振动
压电式加速度计对在与其主轴重合以外的方向上作用的振动很敏感。在垂直于主轴的横向平面中，灵敏度小于主轴灵敏度的3％至5％（通常<2％）。由于横向谐振频率通常位于主轴谐振频率的1/3左右，在存在高水平横向振动的地方，应考虑这一因素。

                               
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