杭州爱华AWA5936-3积分平均振动计——原理及应用
上传时间：2026/6/9 11:11:54 来源：易买仪器网 点击：11
一、仪器定位
AWA5936-3 是杭州爱华 AWA5936 系列中的配置三型号，即手传振动测量专用积分平均振动计。它在机械振动瞬时值和积分值测量的基础上，增加了手传振动测量软件包，可按国家标准对人手承受的工具振动进行定量评估。整机为手持式（袖珍式）结构，尺寸约 260×80×30 mm，供电为4节5号电池或5V外接电源。
二、测量原理（从物理振动到数字读数）
整个测量链可以概括为 "感知 → 转换 → 数字化 → 数字滤波/计权 → 检波/统计输出" 五级过程：
1. 传感环节——压电加速度计（核心）
AWA5936-3 配套使用的是 AWA84106 型压电加速度传感器，典型电荷灵敏度约 2.5 pC/(m·s-2)（也可在 0.2～100 pC 范围内适配不同灵敏度的探头）。
其物理原理是压电效应：传感器内部的压电晶体（如石英或压电陶瓷）在受到惯性力作用时发生微小形变，表面产生与加速度成正比的电荷信号。振动体的加速度越大，产生的电荷越多。传感器通过安装螺栓或磁吸座牢固固定在被测面（机器壳体、手持工具握持位置等处），确保振动能量无大幅损失地传递到位敏元件。
2. 信号调理与数字化
传感器输出的微弱电荷/电压模拟信号进入主机后，经过高阻抗电荷放大/信号调理电路，再由 24 位 ADC（模数转换器） 以 48 kHz 采样频率 转换为数字序列。24 位的量化深度保证了很大的动态范围和很低的量化噪声，是实现 80 dB 以上线性测量范围的基础。
3. 数字信号处理（DSP）——真正的"大脑"
AWA5936-3 的关键特征在于它不是传统的纯模拟检波振动表，而是基于数字信号处理技术的平台：
· 并行数字滤波：仪器内部以数字滤波器同时实现多条路径的处理——加速度、速度、位移之间通过对加速度信号做数字积分/双重积分换算得到速度和位移；同时通过 Wh 频率计权滤波器（手传振动专用的频率加权曲线，突出人手的敏感频段 8～1000 Hz）和 F/S 时间计权（Fast = 时间常数 125 ms，Slow = 时间常数 1 s）并行运算，实现多参数同时测量而非分时切换。
· 检波与统计：对滤波后的波形做 RMS（有效值）、Peak（峰值）、Peak-Peak（峰峰值）检波；在积分模式下做线性平均或指数平均，计算出等效连续振动值（如 Vwheq,T、Vwheq(8) 每日 8 小时等效暴露量）。
4. 速度与位移从何而来？
严格来说仪器只直接测得加速度（通过压电加速度计）。速度 v 和位移 s 是由加速度信号经 一次/二次数字积分推算出来的。
这也是为什么频率范围标注为：加速度 10 Hz～8 kHz（最宽），速度 10 Hz～4 kHz，位移 10 Hz～250 Hz（积分导致低频截止和高频衰减，实际可用带宽逐步收窄）。
5. 为什么要"计权"？——Wh 计权的意义
人手对不同频率的振动敏感度差异巨大（例如 100 Hz 左右的垂直振动远比 1 Hz 或 1000 Hz 更"难受"）。Wh 计权就是一套标准化的频率加权函数（源自 ISO 5349 / GB/T 14790），把物理加速度值折算成反映人体感受的计权加速度 ab，单位是 m/s2或 dB（参考 10-6 m/s2），最终用来评价职业暴露是否超标。
三、应用领域
① 职业健康——手传振动测量（这是 -3 型的"主业"）
用于手持动力工具（风镐、铆钉枪、砂轮机、链锯、冲击扳手等）操作者的振动暴露评估。按 GBZ/T 189.9-2007 方法，将传感器固定在特制夹紧块的三个正交孔中，分别测 X/Y/Z 三轴向的 Wh 计权加速度，取最大值为该工具的振动值，再换算为 A(8)——8 小时等效暴露量，对照职业接触限值判断是否需要改进减振手柄、更换工具或缩短工时。
② 机械设备状态的振动监测与故障预警
测量电机、泵、风机、齿轮箱、压缩机等旋转机械壳体上的振动加速度/速度/位移值。通过与 GB/T 6075 系列（机器振动评价标准）的阈值比较，判断设备处于良好、告警还是危险状态。部分配置还支持包络加速度 gE 检测，对早期滚动轴承/齿轮局部缺陷引起的冲击调制信号更敏感。
③ 建筑工程与交通运输振动
建筑物、桥梁、轨道沿线的环境振动测量，评估施工机械或列车运行引发的振动对结构安全和人居舒适度的影响。
④ 现场诊断 + 后期深度分析
仪器本身可作为振动数据采集前端：数据存入 FLASH RAM 或 SD 卡后，回传到计算机，借助配套软件做 FFT 频谱分析、1/3 OCT 窄带分析，定位异常频率成分（如不平衡→1×转频；不对中→2×；轴承外圈缺陷→特定边频带等）。
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