加速度計和渦電流位移探頭差在哪：量測對象、頻率範圍與低頻、安裝與接觸、靶材環境與費用的 4 個比較面向

加速度計裝在外殼或軸承座上，量的是振動的加速度；渦電流位移探頭裝在軸旁邊、不碰軸，量的是軸相對於探頭的位移；來源說前者看高頻與外殼振動，後者看低頻、軸的位置與運動。 差別在量的是外殼怎麼動，還是軸在軸承裡怎麼動。本文的加速度計，指來源說的 accelerometer；渦電流位移探頭，指 eddy current probe（也寫 proximity probe、displacement probe）；速度感測器不在範圍，也不是偵測物體有沒有的近接開關。分成 4 個比較面向：

• 面向①｜量測對象： 探頭量軸的相對位移，加速度計量外殼的振動。
• 面向②｜頻率範圍與低頻： 來源說探頭在低頻準確、有頻率上限，加速度計高頻好、低頻吃力。
• 面向③｜安裝與接觸： 探頭要和軸保持間隙、較難裝，加速度計裝在表面、位置較有彈性。
• 面向④｜靶材環境與成本： 探頭要導電的乾淨表面；成本的說法涵蓋的範圍不同。

各家資料與依據在文末的備註；本文不取代感測器廠商的規格書。想先看整體怎麼選，可以讀〈振動感測器怎麼選：量測量與感測原理、頻率與量程、安裝與纜線、環境與接線的 4 個階段〉，那篇階段①談量測量與感測原理，本文換另一批來源。此為一般情況，仍需視個案而定。

面向①：量測對象，探頭量軸的相對位移，加速度計量外殼的振動

怎麼看：

• 先寫下：要看的是軸在軸承裡怎麼動，還是外殼與軸承座傳出來的振動。
• 來源 5 只寫探頭這一側；來源 3 談的是非接觸位移感測器，不限於機械設備。

公開資料怎麼說：

• 一家振動監測儀器公司的網站文章（沒有日期、沒有署名，帶有推廣，來源 1）寫到：探頭以非接觸方式量測軸的相對振動與位移；加速度計擅長偵測外殼本身的振動，頻率範圍很寬；探頭的資料直接顯示軸的位置與運動；加速度計的資料常要積分，並提供完整的頻譜分析。
• 一所大學的課程講義（沒有日期，個人署名，教學性質，來源 2）寫到：探頭量測靜態與動態位移。
• 一家位移感測器公司的應用說明（2013 年 5 月，沒有署名，帶有推廣，來源 3）寫到：位移式的輸出就是位移量測；要看動能與受力的「慣性振動」，例如重要場合監測馬達（特別是軸承），要量的是加速度；加速度計是大型物體、較高頻率振動的好選擇。
• 一本工廠設備雜誌的文章（2008 年 3 月 1 日，編輯部署名，文末作者為感測器公司的應用工程師，帶有推廣，較舊，來源 4）寫到：渦電流探頭指出軸相對於外殼的位置，與裝在外殼上的加速度計量到的外殼振動不是同一回事。
• 一本旋轉機械雜誌的文章（2019 年 11 月 7 日，來源是一位工程師在研討會發表的論文，技術性內容，沒有推廣，只寫探頭，來源 5）寫到：軸位移探頭量測轉子或軸的位移，與軸承或外殼的振動量測明顯不同。
• 一個儀器網站的文章（沒有日期、沒有署名，文中列了特定產品系列，來源 6）寫到：渦電流感測器量位移（軸的移動）；加速度計量加速度（高頻的外殼故障）（備註表 1）。

面向②：頻率範圍與低頻，來源說探頭在低頻準確、有頻率上限，加速度計高頻好、低頻吃力

怎麼看：

• 先寫下：機器的轉速，以及要抓的是慢的位置變化還是高頻的局部故障。
• 來源沒有說「多低算低頻」。
• 探頭的頻率上限，來源 1 與來源 3 說法涵蓋的範圍不同。

公開資料怎麼說：

• 來源 1 寫到：探頭通常到 10 kHz 左右，在低頻表現好；加速度計在低頻量測可能吃力。
• 來源 2 寫到：探頭在低頻反應準確、受高頻限制；加速度計高頻反應好，但壓電式加速度計在非常低的頻率不可靠；表中也列加速度計對高頻雜訊敏感。
• 來源 3 寫到：位移感測器的頻率響應超過 10 kHz、高達 80 kHz，從直流到接近額定頻率都平坦；加速度計在低頻的訊號很小；較高頻率的振動，加速度比低頻的大。
• 來源 6 寫到：渦電流感測器用在低到中頻、轉速與大而慢的軸移動；加速度計用在高頻，例如早期故障（備註表 2）。

面向③：安裝與接觸，探頭要和軸保持間隙、較難裝，加速度計裝在表面、位置較有彈性

怎麼看：

• 先寫下：探頭能不能裝在軸旁邊；加速度計的安裝位置牢不牢。
• 加速度計要牢固安裝（來源 1）；裝上去會改變物體的質量（來源 3）。

公開資料怎麼說：

• 來源 1 寫到：探頭不接觸，感測器與軸都較少磨損；需要小心安裝，才能與軸保持固定的間隙；加速度計的位置較有彈性，但要牢固安裝才能量準。
• 來源 2 寫到：探頭「難安裝」「不磨耗」；加速度計「易安裝」；兩者都列需要外部電源。
• 來源 3 寫到：位移感測器與表面之間留一小段間隙，不改變物體的質量與共振特性；加速度計直接裝在表面，會改變物體的質量。
• 來源 4 寫到：探頭是精準地穿孔裝進機械外殼。
• 來源 5 寫到：探頭尖端要離側壁至少探頭尖端直徑的 3 倍。
• 來源 6 寫到：渦電流感測器直接面對旋轉軸，非接觸；加速度計裝在機器外殼或軸承座（備註表 3）。

面向④：靶材環境與成本，探頭要導電的乾淨表面；成本的說法涵蓋的範圍不同

怎麼看：

• 先寫下：軸的材質與表面狀況、現場環境、預算。
• 探頭的成本，來源 1 寫系統，來源 2 只寫探頭、沒有寫比較對象，涵蓋的範圍不同。
• 靶材的說法只有來源 1、2、3、5 提到。
• 高溫的說法，來源 1 與來源 2 涵蓋的範圍不同。

公開資料怎麼說：

• 來源 1 寫到：探頭對量測的材料挑剔，偏好乾淨、導電的表面；探頭系統的初始成本通常較高；加速度計與速度感測器較省預算、用途較多；壓電式的感測器通常用在外殼溫度低於 120°C 的機器，更高溫（到 375°C）通常改用動圈式速度感測器。
• 來源 2 寫到：探頭「不針對未知的金屬材料校準」，列為「小且低成本」；加速度計「耐高溫」；另一段寫電荷輸出型（高阻抗）的壓電加速度計也用在高於 120°C 的高溫，低阻抗型不能用。
• 來源 3 寫到：渦電流式的優點是可在相當惡劣的環境使用；非導電材料對渦電流感測器是看不見的。
• 來源 5 寫到：靶面的刮痕、腐蝕等瑕疵會被當成位移；殘磁會造成類似的誤差；4000 系列鋼以外的材料，要在設計時另外規劃（備註表 4）。

比較表：一眼看四個面向

來源：備註表 1 到表 4（來源 1 到 6）。這是各來源的說法，不是選型門檻。

怎麼選：什麼情況看加速度計，什麼情況看渦電流位移探頭

依公開資料，兩者的看法可以這樣分（把各來源的說法分成四種情況，這是本文的整理）：

• 看加速度計的情況： 要量外殼或軸承座的振動（來源 1、4、6）；要抓高頻的故障（來源 6）；要好裝、位置有彈性（來源 1、2）；預算有限（來源 1）。
• 看渦電流位移探頭的情況： 要看軸的位置與位移（來源 1、2、4、5、6）；低頻、靜態位置、轉速與慢的移動（來源 1、2、3、6）；不碰軸、不改變質量（來源 1、2、3）；軸是導電、表面乾淨的金屬（來源 1、2、3、5）。
• 要看清楚的地方： 兩者量的不是同一件事（來源 4、5）；現場很熱時，來源 2 寫加速度計耐高溫（電荷輸出型可用在高於 120°C），來源 1 寫壓電式通常用在外殼 120°C 以下、更高溫改用速度感測器，涵蓋的範圍不同；探頭的成本與頻率上限，各來源涵蓋的範圍不同；來源 2 是大學講義、來源 5 是雜誌轉載的研討會論文，其餘是廠商或廠商人員的說法；來源 5 只寫探頭；來源 2、6 沒有日期；來源 4 是 2008 年的文章，較舊。
• 在交界附近： 同時要看軸的位置與外殼振動，或低頻與高頻都要；來源沒有給界線（例如轉速多少、幾赫茲以下算低頻），請以感測器廠商的規格書與機器的實測為準。

這是公開資料裡的說法，不是替您的機器下結論；實際要選哪一種，要看您要看軸還是外殼、轉速與安裝空間。

嘉鴻能幫的：

加速度計這一側：

• 振動加速度計：頁面標示「振動加速度計」；價格與庫存，請洽詢。

渦電流位移探頭這一側：

• 振動位移探針：頁面標示「振動位移探針」「渦電流」；價格與庫存，請洽詢。

常見問題

Q1：振動要看位移、速度還是加速度？單位 μm、mm/s、g 差在哪？

三種量描述的是同一個振動，看的頻段重點不同：位移常用 μm，適合看軸的擺動與低頻；速度常用 mm/s；加速度常用 g 或 m/s²，高頻的訊號較明顯。ISO 20816-1:2016 對非旋轉件（例如軸承座）的振動，偏好的量是速度的均方根值（r.m.s.），單位 mm/s；軸振動的位移以 μm 表示。加速度計量到的是加速度，要和以 mm/s 訂的判定值比較時，要先積分成速度（見本頁面向①），判定值請以您採用的標準版本與機器類別為準。

Q2：ISO 10816 和 ISO 20816 是什麼關係？軸振動和外殼振動看同一份標準嗎？

ISO 20816-1:2016 是合併後的新版總則，取代了 ISO 10816-1:1995（含 2009 年修正）與 ISO 7919-1:1996；舊的 10816 系列談非旋轉件，7919 系列談旋轉軸。新版同一份文件同時涵蓋兩種量測：非旋轉件如軸承座，通常用慣性式（seismic）感測器量；旋轉軸則涵蓋絕對與相對的徑向振動，不含軸向振動。各類機器的判定值在 ISO 20816 的其他分冊，部分分冊仍在改版，請以客戶指定的版本為準。

Q3：API 670 有規定一定要用渦電流位移探頭嗎？

API 670《Machinery Protection Systems》談的是機械保護系統的基本要求，量測項目同時列了徑向軸振動、外殼振動、軸向位置、轉速、活塞桿下沉、相位參考與超速，所以兩種感測器都在它的範圍內，不是只用其中一種。哪台機器要裝哪一種、裝幾顆，依該標準的感測器與配置條款，再加上設備製造商與客戶的規範決定。目前通行的是 2014 年版，標準銷售網站列有 2022 年再確認版（R2022），請以客戶指定的版本為準。

Q4：渦電流位移探頭和近接開關一樣嗎？可以互相代替嗎？

不一樣，不能互相代替。近接開關只回答「有沒有東西靠近」，輸出是開或關；振動用的渦電流位移探頭，輸出的是隨間隙連續變化的訊號，才看得出軸的位置與擺動。兩者都利用導電靶材的感應原理，外型也可能很像，選購時請看規格書寫的是開關輸出，還是位移或間隙的類比輸出與頻率響應（本文的範圍說明也排除了近接開關）。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。感測器廠商的書面規格，以及現場的機器、轉速與環境，和本文不同時，以它們為準。

各面向的出處

表 1｜量測對象

來源：1、2、3、4、5、6

表 2｜頻率範圍與低頻

來源：1、2、3、6

表 3｜安裝與接觸

來源：1、2、3、4、5、6

表 4｜靶材環境與成本

來源：1、2、3、5

此為一般情況，仍需視個案而定。

例外與限制

• 看到什麼、沒看到什麼：本文看到的是 1 篇振動監測儀器公司的部落格文章（沒有日期，只見頁尾版權年份，沒有署名，帶有推廣，直接比較探頭與加速度計）、1 份大學的課程講義（沒有日期，個人署名，教學性質，比較表分加速度計、速度感測器、近接探頭三組）、1 份位移感測器公司的應用說明（2013 年 5 月，沒有署名，帶有推廣，談的是非接觸位移感測器，含電容式與渦電流式，不限於機械設備）、1 篇工廠設備雜誌的文章（2008 年 3 月 1 日，編輯部署名，文末作者為感測器公司的應用工程師，帶有推廣，較舊）、1 篇旋轉機械雜誌的文章（2019 年 11 月 7 日；摘自一位工程師在研討會發表的論文，技術性內容，沒有推廣；只寫探頭這一側，沒有寫加速度計）、1 篇儀器網站的文章（沒有日期、沒有署名，發布單位頁面沒有標示，文中列了特定產品系列）。6 份來源裡，只有來源 2（講義）與來源 5（雜誌轉載的論文）不是廠商或廠商人員寫的；沒有找到中立機構對加速度計與渦電流位移探頭的直接比較。 沒有找到台灣的價格、供貨或廠商資料，也沒有找到兩者在同一台機器上的實測比較；各來源的整理裡，表 1 到表 4 沒有列的項目，是讀到的內容裡沒有看到，不代表原文沒有寫。
• 文中數字：文中引用的數字有：探頭通常到 10 kHz 左右（來源 1）；位移感測器頻率響應超過 10 kHz、高達 80 kHz（來源 3）；探頭尖端離側壁至少探頭尖端直徑的 3 倍（來源 5）；4000 系列鋼（來源 5）；壓電式通常用在外殼溫度低於 120°C 的機器、更高溫到 375°C（來源 1）；各篇日期。單位照來源，沒有自己換算。
• 來源之間的差異：探頭的成本：來源 1 寫探頭系統的初始成本通常較高，來源 2 的表列探頭的優點為「小且低成本」、沒有寫比較對象，談的都是探頭的成本，涵蓋的範圍不同；探頭的頻率上限：來源 1 寫通常到 10 kHz 左右，來源 3 寫位移感測器超過 10 kHz、高達 80 kHz，談的都是位移式的頻率上限，來源 3 談的是非接觸位移感測器（含電容式），涵蓋的範圍不同。加速度計的耐高溫：來源 1 寫壓電式感測器通常用在外殼溫度低於 120°C 的機器、更高溫通常改用動圈式速度感測器；來源 2 的表列只寫「耐高溫」，講義另一段寫電荷輸出型（高阻抗）的壓電加速度計也用在高於 120°C 的高溫、低阻抗型不能用。來源 1 寫的是「通常」，兩者涵蓋的範圍不同，沒有直接衝突。文中並列，沒有合成一個規則。
• 單一來源：探頭的側壁距離、靶面瑕疵、殘磁與 4000 系列鋼以外的材料（來源 5）；加速度計耐高溫與對高頻雜訊敏感、電荷輸出型用在高於 120°C 的高溫（來源 2）；壓電式通常用在外殼 120°C 以下、更高溫改用動圈式速度感測器（來源 1）；加速度計裝上去會改變物體的質量、位移感測器不改變質量與共振特性（來源 3）；探頭是穿孔裝進機械外殼（來源 4）。
• 較舊的文章：來源 4 是 2008 年的文章，來源 3 是 2013 年的應用說明，產品以現行資料為準；來源 2、6 沒有日期；來源 5 是 2019 年的文章。
• 有立場的資料：來源 1、3、4、6 是廠商或廠商人員的說法；來源 2 是大學講義（這份 PDF 是幾份資料合訂，只有一部分有署名），來源 5 是雜誌轉載的研討會論文；沒有一份是標準本文或中立機構的測試報告，說法只能當說明的例子；來源 1、3、4 帶有推廣。
• 來源的原文是英文：中文為本文翻譯，不是來源的原句；單位（kHz）照來源寫的。
• 範圍：本文的加速度計，指來源說的 accelerometer；渦電流位移探頭，指 eddy current probe（也寫 proximity probe、displacement probe）；速度感測器不在範圍，也不是偵測物體有沒有的近接開關；不談各家機型對照、價格與交期。
• 選型整理：本文是選型整理，不是感測器的設計文件，也不取代廠商的規格書；只轉述公開資料的說法與選型思路，不寫「哪種比較好」。軸還是外殼、轉速、安裝空間與環境，要依現場與廠商資料。
• 設備與商品：「嘉鴻能幫的」只取商品頁的名稱字樣與頁面用字，沒有引用商品頁的規格；價格與庫存請洽詢；文中的加速度計與渦電流位移探頭是來源的說法，不是商品規格。
• 本文的整理：各項說法都能在備註的來源找到對應。「怎麼選」一節是把各來源的說法分成「看加速度計」「看渦電流位移探頭」「要看清楚的地方」「在交界附近」，是整理，不是來源的原句，並已寫明來源沒有給出轉速與頻率的界線。面向的「怎麼看」要點（先寫下的項目）是做法，不是來源說法。開頭「加速度計裝在外殼或軸承座上，量的是振動的加速度；渦電流位移探頭裝在軸旁邊、不碰軸，量的是軸相對於探頭的位移」是依來源 1、4、6（外殼與軸）與來源 3、6（位移與加速度）整理；「來源說前者看高頻與外殼振動，後者看低頻、軸的位置與運動」是依來源 1、2、6 整理；「差別在量的是外殼怎麼動，還是軸在軸承裡怎麼動」是依各面向歸納；本文的範圍說明是本文自己的說明；面向②的「來源沒有說多低算低頻」是依表 2 列出的來源整理；比較表各列是依各面向整理。