我们常用的振动传感器是将振动信号转换为电信号，那么它就包括机械接收和机电变换两部分。机电变换是将原始机械振动转换为电压或者电荷等电信号，还包含信号调理和放大部分，不属于本次研究的范围。按照机械接收方法不同，振动传感器又分为相对式和惯性式两类。

相对式机械接收振动传感器所测得的结果是被测设备相对于基准面的相对振动，就像高速公路上的测速雷达一样，测的是汽车相对于静止公路的绝对速度。绝对速度，原理简单明了；但是如果不方便或者无法找到静止参考点，就不能利用相对式机械测量振动，比如地震时地面和大楼的摆动、行驶中的汽车转向抖动、白车身振动等等，这时就必须采用惯性式机械接收振动传感器。

惯性式机械接收传感器能够测量振动的原因可以参考“[振动基础篇]3.固有频率VS共振频率，傻傻分不清楚？”一文。 此时将被测设备的振动作为激励，上图绿色方框标注的就是一个典型的有阻尼单自由度弹簧系统。

下面通过受力分析简要说明惯性式机械接收传感器的工作原理。

弹簧静变形产生的弹性力和重力大小相等，方向相反；简单起见，可认为振动传感器里面质量块仅受阻尼力、弹性力、牵连惯性力的作用。

在受迫激励下，弹簧质量系统的解由两部分组成，一部分是自由衰减振动，一部分是受迫振动。由于阻尼的存在，自由衰减振动部分会很快衰减。自由衰减振动部分消失之后，就进入稳定的等幅受迫振动状态，也是受迫振动的稳态响应。

到此我们获得了受迫振动下系统的响应。为更清晰明了，可以画出不同的阻尼比（0到2）、频率比（横轴）和振幅放大系数（纵轴）之间的关系。

振动传感器主要技术指标

现在我们对振动传感器的工作原理已经有了初步认识，在工程选择振动传感器型号时，有以下几个指标需要重点关注：

电压灵敏度：单位为mV/ms-2（或mV/g），有1、10、50、100、1000等规格；常用的为10 mV/ms-2，表示1 ms-2的振动加速度输入可产生10mV的电压信号；电压灵敏度越大，后端调理采样回路就越简单。

分辨率：单位为ms-2，表示能够测量的***小加速度变化。

频率范围：单位为Hz， 电压灵敏度越大，弹簧质量快越大，固有频率越小；根据上文分析结果，振动频率需要远小于弹簧系统固有频率，因此可测频率范围越小。

加速度范围：单位为ms-2，可测加速度***大值与电压灵敏度的乘积固定为5V。换句话说，加速度范围与电压灵敏度呈反比关系，加速度范围随着电压灵敏度的增加而减小。

直流偏置电压：振动是个交流信号，振动传感器的输出是在直流偏置电压上叠加这个交流信号，偏置电压一般为12-14V。