前置放大器作为加速度计的“纽带”，到底有多重要？

数据采集设备与其他设备对比其具备着较高的阻抗负载，能够直接加载压电加速度计的输出信号，同时将会大幅度降低加速度计的灵敏度且限制其频率响应。考虑到这一因素，为了在最大限度内的减少该类影响，加速度计的输出信号经过一个前置放大器馈送，前置放大器把高阻信号转变成阻抗较低的信号，进而连接到测量和分析仪器的相对较低的输入阻抗。

在CCLD加速度计中，前置放大器是内置的，所以无需外部单元，可需要一个能够为单元供电的输入。以现在的技术，这毅然是一个十分普遍的功能。除了阻抗转换功能外，大部分的前置放大器还提供额外的功能来适调信号。

在下面提供的图中大家可以看到其参数的说明：

1、把压电加速度计的高阻抗输出转变成前置放大器的低阻抗输出

2、采用校准的可变增益装置，把信号放大至适当水平，以此输入其他仪器

3、二次增益调整，以“标准化”传感器灵敏度

4、积分将加速度计的加速度比例输出转换为速度或位移信号

5、各种滤波器限制上下频率响应，以避免电噪声或加速度计频率范围线性部分以外的信号的干扰

6、其他设施，例如过载指示器，参考振荡器和电池状态指示器也经常包括在内

测量仪器

便于携带的通用振动计以及分析仪一般应用在机器监控与简单振动评估任务的更方便、更具成本效益的测量仪器。

简单的仪器，仅仅能提供简单的结果，譬如从10到1000Hz的总值。可是，面对现代数字技术，获得更多功能的成本已经降低，所以自然的选择是配备具有一个或两个通道以及许多分析功能且采用PC所连接的分析仪。它们还包含添加新软件的可能性。

解决难度较高的任务，采用实时分析仪可获得极致的操作便利性与分析速度，能够并行分析多个频段即时评估并实时更新显示屏上。对大型结构甚至需要高达1000多个通道的系统。

单个、宽频段的振动测量是一种有效的快速查看振动指示器，譬如，在评估机器的一般状况或隔振措施的有效性时，便能够采用它。

利用将之前或随后测量的级值或公布的严重性标准来进行比较以此判断实际测得的级值严重到哪种程度。下面图中则是代表后者的一个示例，来源于判断旋转机械振动严重程度的标准和建议中。（ISO 20816-1）

出于诊断目的，譬如在产品开发过程中，频率分析是非常关键的一步。频谱中的某些频率分量能够直接由特定的受迫振动相关，例如轴旋转速度、齿轮齿啮合频率等。

大部分的人总会在频谱中找到重要的频率分量，该分量也与基本运动相关联。其中最为重要的是其中基频的谐波（倍数）。谐波一般是通过基频的失真或初始周期性运动不是纯正弦的。假设它们与其他机器元件的共振频率一致，那么将有可能造成相当大的振动水平，因此可能会成为主要的噪声源或导致对其他机器部件施加较大的激励力。

对齿轮，负载下的齿形偏转和齿磨损将产生齿啮合频率分量和谐波。

除此以外，由于偏心率等周期性变化，边带分量一般围绕齿啮合频率和谐波产生。第一个上边带与下边带将以齿间频率（ft）加上和减去齿轮旋转频率（fg）出现，第二个边带出现在ft±2fg等等。在齿间谐波周围，可能存在类似的模式（也就是2ft±fg等）。

改变受迫振动的频率（轴速、齿轮比等）一般是不能够实现的，所以应要使用其他减振方法。譬如，利用改变机器元件的质量或刚度来调谐机器元件（改变其共振频率）；利用隔振材料衰减振动的传递，或通过添加阻尼材料来降低振动幅度。

振动作为机器状态的指示器

在没有任何征兆的情况下发生故障的机器十分少见，一般在故障导致机器没有办法使用以前，很长一段时间内将会出现即将发生故障的征兆。机器故障大多数情况下都是以振动水平的增加为特征，振动水平能够在机器的某些外表面上进行测量，进而充当指示器。下面展示的“浴缸”曲线是随时间变化的典型振动水平图，证明了此类效应。利用正常的预防性维护，维修将按照易损件的最短预期寿命以固定的时间间隔进行。可以将维修推迟到振动级值达到一定水平以前，在发生故障之前，用此避免不必要的“怠工”（这一般会产生进一步的故障）和生产延迟。

事实证明，这种机器的“有条件”维护具有明显的经济优势，因为它延长了停机之间的平均时间，此外还可以防止服务期间灾难性故障造成的意外与破坏性影响。这些技术现在被广泛使用，特别是在产线中。

即将进行维修以前将可能允许的振动级别最好通过经验来确定。当下，普遍意见认为，“动作水平”应设定为正常振动水平的2至3倍（高出6至10dB）。

经过对振动信号的频率分析，能够找到存在的许多频率分量的来源。所以，处于正常运行状态的机器的频谱能够用作该机器的参考“特征”。之后的分析可以与该参考特征进行比较，这样不仅可以指出采取行动的必要性，同时能够诊断故障的来源。

当可以利用频率分析发现违规频率时，以下的诊断图将有助于确定过度振动的原因。

振动故障排除表