工业互联网设备数据采集 课件 第六课时 采集振动传感器数据2

第六课时

采集振动传感器数据（2）工业互联网设备数据采集（初级）讲师：XXX202X.XX.XXCONTENTS目录振动传感器的数据信息02振动传感器的设备信息011振动传感器的设备信息PartOne1.1设备的基本信息

概念学习收集设备的信息，首先要对设备有基本的了解，包括设备类型、设备名称、生产厂家、设备型号、设备数量等，并据此来查阅准确的设备资料（如产品手册、说明书等），缩小工业智能网关的选型范围，进而确定工业智能网关的具体型号。如在本任务中，我们可以了解到，我们将要收集的设备基本信息如下表所示：表

设备基本信息收集表设备类型设备名称生产厂家设备型号设备数量备注传感器一体化振动变送器杭江科技HJ-9002/（0～20mm/s）1螺纹安装本节的应用场景是利用振动传感器采集电动机运行时振动产生的振动数值。1.2设备的技术参数信息通过查阅该款传感器的产品说明书，我们能够了解到本任务中所选用的HJ-9002型号振动传感器的全部技术参数如下表所示。序号参数技术指标1量程最大0～20mm/s2频率响应10～1000Hz3输出DC4～20mA4输出阻抗≤500Ω5工作电压DC12-28V（两线制环路供电）6接线方式二线制7测量方向垂直或水平8精度<F.S±5%9分辨率0.1mm/s10运行环境温度-40℃～100℃11外形尺寸φ33×73mm12安装方式螺纹安装M10×1.5×10mm13重量约350g14壳体材质304不锈钢15电器接口航空连接器/随机线预埋/接线盒16防护等级IP671.2设备的技术参数信息知识链接回顾一下，在《认识工业智能网关的结构》（第2章2.2）中我们曾经学习过，工业智能网关的接入接口形式包括串口、网口、凤凰端子等。以VT-EDU-N001为例，它的接口形式相关的技术参数如下表所示：名字本领外观VT-EDU-N001设备接口：凤凰端子接口，含1路RS-485接口、3路开关量采集接口、4路模拟量采集接口；支持采集协议：DC0～10V、DC4～20mA等多种标准模拟量信号输入；上传配置：工业以太网；支持上传协议：Modbus、MQTT等。表

VT-EDU-N001工业智能网关接入接口技术参数表 通过对知识链接的回顾可知，工业智能网关通过设备接入接口（串口/网口/凤凰端子等）与设备进行连接。1.3输出方式&接线方式概念学习1.

输出方式不同的传感器有多种不同的输出方式，在此仅对HJ-9002所使用的输出方式进行讲解。常见仪器仪表的信号输出方式多为DC4～20mA，即采用最小电流为4mA，最大电流为20mA的信号来传输数据。DC4～20mA信号制是国际电工委员会:过程控制系统用模拟信号标准，如连接仪表、变送设备、控制设备、计算机采样设备等。采用DC4～20mA输出方式的优点是传输精度较高、抗干扰能力较强等。2.接线方式二线制是指仪表供电和标准信号传输采用的导线数。二线制是两根导线供电的同时传输DC4～20mA标准信号，其工作电源和信号共用一根导线，工作电源由接收端提供。二线制在消防，仪表，传感器，工业控制等领域广泛的应用。本例中使用的HJ-9002振动传感器，有棕色和蓝色2根导线。棕色导线接DC24V电源正端，蓝色导线接DC24V电源负端，同时棕色和蓝色导线也是DC4～20mA输出引线。图

电气接线示意1.4量程&分辨率概念学习1.量程广义上，量程是度量工具的测量范围，其值由度量工具的最小测量值和最大测量值决定。对传感器而言，能够测量的最大被测量的数值被称为测量上限，最小被测量则被称为测量下限，而测量范围就是上限和下限之间的区间就是传感器的量程。量程和输出有着密切的关系，当传感器的被测量值达到最大时，传感器对应的输出值就叫“满量程输出”。例如，一只压力传感器测量的量程是0-100kPa，输出为DC4～20mA，则它的满量程值是100kPa，20mA就是它的“满量程输出”。2.分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力，即传感器的输入量从某一非零值缓慢地变化，当输入变化值未超过某一数值时，其输出不会发生变化，也就是说，传感器对此输入量的变化是分辨不出来的；只有当输入量的变化超过分辨率时，其输出才会发生变化。例如，振动传感器的分辨率是0.1mm/s，当输入量小于0.1mm/s时（如0.08mm/s），传感器的输出不会发生变化。2振动传感器的数据信息PartTwo2.1振动值的振幅和频率概念学习（2）频率单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”，符号为Hz。振幅与频率的关系如下图所示:（1）振幅是指振动的物理量可能达到的最大值，通常以A表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。在机械振动中，振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值，振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量，单位用米或厘米表示。振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。在交流电路中，电流振幅或电压振幅是指电流或电压变化的最大值，也叫电压或电流的峰值。振动传感器是测试技术中关键部件，其作用是接收机械形变量，并转换为与之成比例的电量，即振动信号转换为电信号，因此振动传感器产生的数据为振动值。2.2工业智能网关选型涉及的其他信息知识链接再次回顾，在《认识工业智能网关的结构》（第2章2.2）和本任务的任务描述中提到，工业智能网关的结构主要包括面板指示灯、数据采集接口、数据上传接口、电源端子、精密导轨等几部分。由此可知，在选择工业智能网关的过程中，还需要确定数据采集完成后将以何种方式、何种协议进行上传。根据实际情况，工业智能网关的主要上传方式可选择：以太网、Wi-Fi、4G、5G等。工业智能网关支持的上传协议主要有：OPCUA、MQTT、ModbusTCP等。工业智能网关还有一个专用调试口console，请大家一定不要私自操作、以免造成设备损坏。注意事项一、填空题1.

振动传感器能感受

参量并转换成可用

的传感器。2.

振动传感器按所测机械量可分为

传感器、

传感器、

传感器、力传感器、应变传感器、

传感器、扭矩传感器。3.

振动传感器多用于机械中的

和

的长期监测，生产线的在线自动检测和自动控制，科学研究中的多种和

等。4.

本任务采用的是HJ-9002系列一体化振动变送器（以下简称振动传感器），对电机的绝对

进行测量、机器进行实时监控。课后活动二、问答题1.

根据所学知识，简要阐述实训台工业智能网关的区别。2.

根据所学知识，简要阐述振动传感器的分类及应用场景。5.

本任务采用的是HJ-9002系列一体化振动变送器它可安装在机器的轴承座或机壳上，采用

线制输出

mA的电流信号。课外拓展这里有一份压力传感器的技术参数文字描述，请从中选出与工业智能网关选型相关的重要信息，填写工业智能网关信息采集表，在实验台上选出合适的工业智能网关，并说明理由。压力传感器技术参数：1、压力范围：-100Pa～80Pa；2、过载压力：200%F.S；3、输出信号：DC4～20mA；4、工作电压：DC24V（DC12～32V）；5、综合