ディジタル振動計のセンサータイプは多様で、動作原理と測定パラメータによって以下のように分類される。
一、動作原理による分類
でんきうずでんりゅうがたセンサ
原理:電気渦電流効果を利用して、センサ端部と被測定物体間の距離変化を測定することによって振動変位または振幅を測定する。
特徴:非接触式測定、周波数範囲が広く(通常は0 ~ 10 kHz以上をカバーする)、線形作業範囲が広く、感度が高いが、線形範囲が小さく、専用スタンドを設置する必要がある。
応用:静変位測定、振動変位監視(例えば回転機械回転軸振動)、金属表面振動測定。
でんどうがたセンサ
原理:電磁誘導原理に基づいて、運動する導体は固定磁場の中で磁力線を切断し、振動速度に比例する起電力を発生する。
特徴:相対式センサー、基準を固定する必要があり、出力電圧は速度に比例し、感度は高いが、測定周波数範囲は小さく(通常0.5 ~ 1 kHz)、電磁妨害を受けやすい。
応用:中間周波数振動速度測定(例えばモータ、軸受振動)。
ピエゾセンサ
原理:圧電結晶の正圧電効果を利用して、結晶が外力の作用を受けた時に表面に電荷が発生し、電荷量は振動加速度に比例する。
特徴:慣性式センサー、体積が小さく、軽量、感度が高く、周波数範囲が広い(0.1 Hz ~ 30 kHz)が、付属の電荷増幅器が必要である。
応用:高周波振動加速度測定(例えば衝撃、振動故障診断)。
キャパシタンスセンサ
原理:容量ギャップまたは共通面積を変化させることにより振動パラメータを測定する。
分類:
可変ギャップ式:直線振動変位を測定する。
可変共通面積式:ねじれ振動角変位を測定する。
特徴:非接触式測定で、感度は高いが、誘電体誘電性能の影響を受け、外部電源またはパラメトリック変換器が必要である。
応用:微振動監視などの精密変位測定。
インダクタンスセンサ
原理:電磁誘導原理に基づいて、機械振動パラメータをインダクタンス量変化に変換する。
分類:可変ギャップ式、可変導磁面積式。
特徴:構造は簡単だが、感度は低く、周波数範囲は狭い。
応用:低周波振動変位或いは速度測定。
二、測定パラメータによる分類
変位センサ
原理:物体の振動変位を測定し、慣性質量ブロックと台座の相対運動によって電気信号に変換する。
特徴:アブソリュート測定では、測定対象物に固定する必要があり、周波数範囲は狭い(通常0 ~ 1 kHz)が、直接変位振幅を表示することができる。
応用:大型設備の軸変位監視(タービン振動など)。
速度センサ
原理:物体の振動速度を測定し、電磁誘導または慣性質量塊の運動により速度に比例する電気信号を発生する。
特徴:中間周波数測定(通常10 Hz ~ 1 kHz)、出力インピーダンスが低く、信号対雑音比が高いが、体積が大きい。
応用:モータ、軸受振動速度監視。
加速度センサ
原理:物体の振動加速度を測定し、圧電効果または慣性質量ブロック運動により加速度に比例する電気信号を発生する。
特徴:高周波測定(通常0.1 Hz ~ 30 kHz)、体積が小さく、感度が高いが、積分して速度や変位に変換する必要がある。
応用:衝撃、高周波振動故障診断(歯車箱、軸受など)。
三、据付方式による分類
コンタクトセンサ
特徴:被測定物と直接接触し、測定は正確だが振動状態に影響する可能性がある。
応用:構造健康モニタリング、設備振動テスト。
非接触センサ
特徴:被測定物に接触する必要がなく、高温、高速または接触式センサーを設置できないシーンに適している。
応用:回転機械回転軸振動モニタリング、遠隔振動測定。