我們常用的振動傳感器是將振動信號轉(zhuǎn)換為電信號，那么它就包括機械接收和機電變換兩部分。機電變換是將原始機械振動轉(zhuǎn)換為電壓或者電荷等電信號，還包含信號調(diào)理和放大部分，不屬于本次研究的范圍。按照機械接收方法不同，振動傳感器又分為相對式和慣性式兩類。

相對式機械接收振動傳感器所測得的結(jié)果是被測設備相對于基準面的相對振動，就像高速公路上的測速雷達一樣，測的是汽車相對于靜止公路的絕對速度。絕對速度，原理簡單明了；但是如果不方便或者無法找到靜止參考點，就不能利用相對式機械測量振動，比如地震時地面和大樓的擺動、行駛中的汽車轉(zhuǎn)向抖動、白車身振動等等，這時就必須采用慣性式機械接收振動傳感器。

慣性式機械接收傳感器能夠測量振動的原因可以參考“[振動基礎篇]3.固有頻率VS共振頻率，傻傻分不清楚？”一文。 此時將被測設備的振動作為激勵，上圖綠色方框標注的就是一個典型的有阻尼單自由度彈簧系統(tǒng)。

下面通過受力分析簡要說明慣性式機械接收傳感器的工作原理。

彈簧靜變形產(chǎn)生的彈性力和重力大小相等，方向相反；簡單起見，可認為振動傳感器里面質(zhì)量塊僅受阻尼力、彈性力、牽連慣性力的作用。

在受迫激勵下，彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的解由兩部分組成，一部分是自由衰減振動，一部分是受迫振動。由于阻尼的存在，自由衰減振動部分會很快衰減。自由衰減振動部分消失之后，就進入穩(wěn)定的等幅受迫振動狀態(tài)，也是受迫振動的穩(wěn)態(tài)響應。

到此我們獲得了受迫振動下系統(tǒng)的響應。為更清晰明了，可以畫出不同的阻尼比（0到2）、頻率比（橫軸）和振幅放大系數(shù)（縱軸）之間的關系。

振動傳感器主要技術(shù)指標

現(xiàn)在我們對振動傳感器的工作原理已經(jīng)有了初步認識，在工程選擇振動傳感器型號時，有以下幾個指標需要重點關注：

電壓靈敏度：單位為mV/ms-2（或mV/g），有1、10、50、100、1000等規(guī)格；常用的為10 mV/ms-2，表示1 ms-2的振動加速度輸入可產(chǎn)生10mV的電壓信號；電壓靈敏度越大，后端調(diào)理采樣回路就越簡單。

分辨率：單位為ms-2，表示能夠測量的***小加速度變化。

頻率范圍：單位為Hz， 電壓靈敏度越大，彈簧質(zhì)量快越大，固有頻率越小；根據(jù)上文分析結(jié)果，振動頻率需要遠小于彈簧系統(tǒng)固有頻率，因此可測頻率范圍越小。

加速度范圍：單位為ms-2，可測加速度***大值與電壓靈敏度的乘積固定為5V。換句話說，加速度范圍與電壓靈敏度呈反比關系，加速度范圍隨著電壓靈敏度的增加而減小。

直流偏置電壓：振動是個交流信號，振動傳感器的輸出是在直流偏置電壓上疊加這個交流信號，偏置電壓一般為12-14V。