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实验二多传感器的工程检测综合实验（Ⅱ）

一、实验目的

1．掌握磁电、光电等各种传感器的工作原理；利用以上传感器进行振动、速度等参数

的测量，并采用适当的信号分析方法对测量结果进行分析和显示。

2．结合本实验项目，掌握检测系统的结构和组成，并熟悉振动、速度、轴心轨迹等物

理量的测量和工程应用方法。

二、实验台简介

多功能转子实验台较好地模拟大型设备（如机床）运行时候的工作状态，提供了振动、

转速等测试对象，可以开设磁电、光电、压电等多种传感器的综合实验。利用不同的传感器，

可以对同一个物理量，采用多种方式测量，再现了实际工程应用中物理量的工程测试方法。

转子实验台由以下几个部分组成：1底座、2主轴、3偏心飞轮、4直流电机、5主轴支

座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9RS9008电涡流传感器支架、10磁

电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，如图1所示。

图1DRZZS-A型多功能转子试验台传感器安装位置示意图

主要技术指标为：

可调转速范围：0~2500转/分，无级；

电源：DC12V；

主轴长度：500mm；主轴直径：12mm；外形尺寸：640×140×160mm；

重量：12.5kg。

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三、实验原理

1、转子实验台底座振动测量实验

机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润

滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。机械振动往往会降低机器性能，破坏其正

常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故，因此有必要进行机械结构的振动分析和振动测试。

对于转子实验台的振动，可以采用磁电速度传感器和压电加速度传感器进行测量。将带

有磁座的速度和加速度传感器放置在试验台的底座上，如图2所示。

图2加速度和速度传感器振动测量

1）采用磁电速度传感器的振动测量：

磁电速度传感器是由一个线圈组件和壳体组成的。如图3所示，壳体中固定有磁铁，线

圈组件用弹性元件悬挂在壳体上。工作时，将传感器壳体固定在振动体上，这样当振动体振

动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电

压，该电压值正比于振动速度值。

图3磁电式振动速度传感器结构示意图

2）采用压电加速度传感器测量：

根据压电效应，当晶体受到振动作用力后，将产生电荷量，该电荷量与作用力成正比，

这就是压电传感器完成机电转换的工作原理。

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2、实验台转速测量

对于转子实验台的转速，可以分别采用光电转速传感器和磁电转速传感器进行测量。

1）采用光电传感器测量：

将反光纸贴在圆盘的侧面，使其前面的红外光源对准反光纸，使在反光纸经过时传感器

的探测指示灯亮，反光纸转过后探测指示灯不亮。当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器

前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。

图4反射式光电转速传感器

2）采用磁电传感器测量：

将磁电传感器安装在转子实验台上专用的传感器架上，如图5所示。使其探头对准测