無線振動傳感器

應(yīng)用于無線傳感器的LPWANs

LoRa是一種被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)，它使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制方案在非常遠(yuǎn)的距離上傳輸數(shù)據(jù)。LoRa是LoRaWAN(通過網(wǎng)關(guān)或LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)提供商連接無線傳感器)公開可用的層規(guī)范。LoRaWAN具有比SigFox更高的帶寬，并且可以在有干擾的環(huán)境中更有效地傳輸數(shù)據(jù)包。

使用LoRaWAN，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間通過加密消息發(fā)送。服務(wù)器對終發(fā)送到終應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)進(jìn)行身份驗(yàn)證和解除秘密。用戶可以通過LoRaWAN直接向無線傳感器發(fā)送消息以重新配置設(shè)備。

壓電振動傳感器

拓芯電子TX9系列壓電振動傳感器

壓電式振動傳感器：是一種無源傳感器，屬于慣性式傳感器。利用壓電晶體，如石英晶體、壓電陶瓷等的“壓電效應(yīng)”：在振動傳感器感受到振動時，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。壓電晶體受力變形后，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率（諧振頻率）時，則力的變化與被測加速度成正比。當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱為壓電晶體。

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振動傳感器要解決的問題

在“輸入-振動系統(tǒng)-輸出”模型中，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)（輸出）等于激勵（輸入）乘以振動系統(tǒng)的頻響函數(shù)，如果知道這三個參數(shù)中的兩個就可以確定第三個。振動問題的提法根據(jù)確定或求解這三個參數(shù)中的一個，可分成三類。

類：已知輸入和振動系統(tǒng)，求解響應(yīng)，也稱之為響應(yīng)分析。這一類是工程振動問題中基本和常見的問題。這一類主要任務(wù)在于驗(yàn)證產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)在特定的運(yùn)行狀態(tài)下的響應(yīng)是否滿足設(shè)計要求或預(yù)定的安全要求。比方在NVH領(lǐng)域，基本的振動噪聲測量，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，則屬于這一類問題。在產(chǎn)品設(shè)計階段，振動加速度傳感器廠家，對設(shè)計方案進(jìn)行響應(yīng)分析，如果響應(yīng)不滿足設(shè)計要求，則需要修改，直到達(dá)到設(shè)計要求為止，從而確定終的設(shè)計方案，所以，這一過程也稱之為振動設(shè)計。即在特定輸入的情況下（輸入已知，比方特定的運(yùn)行工況），設(shè)計系統(tǒng)的振動特性，振動加速度傳感器應(yīng)用，使它的響應(yīng)能滿足相應(yīng)的要求或規(guī)范。

第2類：已知激勵和響應(yīng)，振動加速度傳感器，求振動系統(tǒng)。這一類問題也稱為系統(tǒng)辨識，即對待求的振動系統(tǒng)獲得相應(yīng)的參數(shù)，這些參數(shù)包括物理參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)，在振動領(lǐng)域，更注重的是動力學(xué)參數(shù)，即頻率、阻尼和模態(tài)振型。通常可以通過數(shù)值方法或試驗(yàn)方法獲得這些動力學(xué)參數(shù)，也就是所謂的模態(tài)分析。如試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，通過對待測結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵，測量結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，從而確定系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。

第3類：已知振動系統(tǒng)和響應(yīng)，求輸入。這類問題也稱為環(huán)境預(yù)測或載荷識別。在汽車NVH領(lǐng)域常見的兩類試驗(yàn)則屬于這種情況，類是TPA分析中的載荷識別，通過測量工況數(shù)據(jù)和頻響函數(shù)來計算路徑處的載荷，即輸入。第二類是路試，為了評估汽車或其零部件的可靠性，需要實(shí)地紀(jì)錄汽車在各種不同路況下的響應(yīng)，以評估汽車受到怎樣的環(huán)境激勵，這樣才能有根據(jù)地設(shè)計可靠的產(chǎn)品。但是由于物理環(huán)境的隨機(jī)性，因此，在處理這類問題上，除了振動理論之外，還需要隨機(jī)過程和統(tǒng)計學(xué)方面的知識。

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