디지털 휴대용 진동 측정기의 작동 원리는 센서를 통해 진동의 기계량을 전기 신호로 변환하고, 다시 회로 처리, 데이터 연산을 거친 후 디지털 형식으로 진동의 가속도, 속도 또는 변위 등의 매개변수를 직관적으로 표시하는 것이며, 핵심은"기계 진동→전기 신호→디지털 결과"의 전환을 실현하는 것이다.

그 작업흐름은 주로 4개 핵심단계로 나뉘는데 각 고리가 협동하여 측정정밀도와 편리성을 확보한다.

1. 진동 신호 수집: 센서가 기계 진동을 전기 신호로 변환

이는 측진기의 핵심입력고리로서 주로 내장된 압전식센서 (현재 주류류형) 에 의존하는데 원리는 다음과 같다.

센서 내부의 압전 결정체 (예를 들어 석영, 압전 세라믹) 는"압전 효과"를 가지고 있다: 측진기 프로브가 진동 물체에 접촉할 때 물체의 진동은 압전 결정체를 움직여 기계적인 변형을 일으킨다.

변형은 압전결정 표면에 같은 양의 이호의 전하를 생성하여 미약한 교변 전압 신호 (전신호) 를 형성하며, 또한 전신호의 주파수, 폭치와 물체 진동의 주파수, 강도는 선형 대응 관계 (진동이 강할수록 전신호의 폭치가 크다) 를 나타낸다.

일부 진동 측정기는 마그네틱 흡입 또는 프로브식 프로브를 장착하여 측정된 물체와 밀접한 접촉을 보장하고 신호 분실 (예: 소형 장비 또는 좁은 공간에 대한 진동 측정) 을 줄인다.

2. 신호 사전 처리: 증폭 및 필터링, 간섭 제거

센서가 출력하는 전기 신호는 일반적으로 미약하고 (밀리볼트급, 심지어 마이크로볼트급), 전자 소음과 같은 환경 간섭이 섞일 수 있으므로 내부 회로를 통해 처리해야 합니다.

신호 증폭: 연산 증폭기를 통해 미약한 전신호를 처리 가능한 전압 범위 (일반적으로 볼트 등급) 로 확대하여 후속 처리에 안정적인 신호원을 제공한다.

필터 처리: 저통, 하이패스 또는 대역 필터를 내장하여 측정과 무관한 간섭 신호 (예: 고주파 전자기 소음, 저주파 환경 진동) 를 필터링하고 물체 진동과 관련된 유효 신호만 유지하여 간섭으로 인한 측정 오차를 방지합니다.

3. 신호 변환: 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환

사전 처리된 신호는 여전히 아날로그 신호 (연속 변화하는 전압) 로 디지털 회로에 직접 연산될 수 없으며 다음 단계를 통해 변환해야 합니다.

방진기 내부의 A/D 변환기(모듈러 변환기)는 아날로그 전기 신호를 일정한 시간 간격으로 "샘플링"하여 각 샘플링 지점의 전압 값을 해당 디지털 코드(이진 데이터)로 변환합니다.

샘플링 주파수는"나이퀴스트 가이드라인"(일반적으로 측정된 진동 주파수의 2배 이상) 을 충족시켜 디지털 신호가 원시 진동의 특징을 완전히 복원하고 신호가 왜곡되지 않도록 해야 한다.

4. 데이터 연산 및 표시: 직관적인 디지털 결과 출력

디지털 신호는 프로세서를 통해 계산된 후 사용자가 읽을 수 있는 형식으로 나타납니다.

데이터 연산: 프로세서는 미리 설정된 알고리즘 (센서 감도 파라미터 결합) 에 따라 디지털 신호에 대응하는 전압 값을 진동의 물리량 파라미터로 환산한다. 예를 들어 가속도 (단위: m/s², g), 속도 (단위: mm/s), 변위 (단위: μm) - 이 세 파라미터는 진동 측정의 핵심 지표로 수요에 따라 표시를 전환할 수 있다.

디지털 디스플레이: 연산 결과는 LCD에 직접 디지털 형식으로 표시되며, 일부 모델은 파형도, 최대치/최소치/평균치 통계를 지원하거나 버튼을 통해 단위를 전환하고 데이터를 저장하여 현장 기록과 후속 분석을 편리하게 한다.