فهم مقاييس التسارع ذات الوضع الجهدي
التعريف: ما هو مقياس تسارع وضع الجهد؟
مقياس تسارع وضع الجهد هو مقياس التسارع الكهروضغطي مع إلكترونيات معالجة إشارة مدمجة تُحوّل الشحنة عالية المقاومة من العنصر الكهرضغطي إلى خرج جهد منخفض المقاومة. هذا المصطلح مرادف أساسًا لـ مقياس تسارع IEPE (إلكترونيات متكاملة كهربائية ضغطية) وICP® (دائرة متكاملة كهربائية ضغطية، علامة تجارية لشركة PCB Piezotronics). يُؤكد مصطلح "وضع الجهد" على أن الخرج هو الجهد (عادةً ملي فولت لكل جرام) وليس الشحنة (بيكسيل لكل جرام)، مما يُميزه عن مقاييس التسارع في وضع الشحن.
أصبحت مقاييس التسارع ذات الوضع الجهدي هي المعيار السائد في الصناعة اهتزاز مراقبة، تُمثل أكثر من 95% من التطبيقات بفضل بساطتها (لا حاجة لمضخم خارجي)، وسهولة استخدامها (توصيل بسيط بسلكين)، وفعاليتها من حيث التكلفة. إن فهم أن وضع الجهد، وIEPE، وICP جميعها تشير إلى نفس التقنية تقريبًا يُساعد على تصفح مواصفات المنتج والمنشورات.
الخصائص الرئيسية
الإلكترونيات المتكاملة
- مكبر صوت ميكروإلكتروني مدمج في غلاف المستشعر
- يحول الشحنة ذات المقاومة العالية إلى جهد منخفض المقاومة
- يستخدم عادةً مكبر FET أو IC
- مدعوم بتيار ثابت من جهاز القياس
تنسيق الإخراج
- Sensitivity: عادة 10-1000 مللي فولت/جم
- شائع: معيار الصناعة 100 مللي فولت/جرام
- نوع الإشارة: جهد التيار المتردد يتناسب مع التسارع
- مقاومة: قليل (< معاوقة الخرج 100 أوم)
متطلبات الطاقة
- التيار الثابت: 2-20 مللي أمبير نموذجي (4 مللي أمبير مشترك)
- جهد الإمداد: 18-30 فولت تيار مستمر
- جهد التحيز: 8-12 فولت تيار مستمر على المخرج
- سلكين: الطاقة والإشارة على نفس الكابل
المزايا
بساطة النظام
- لا يوجد خارجي مضخم الشحنة مطلوب
- الاتصال المباشر بالجهاز
- انخفاض التكلفة الإجمالية للنظام
- تقليل التعقيد ونقاط الفشل
قدرة الكابل
- محركات ذات معاوقة منخفضة تعمل على تشغيل الكابلات الطويلة (حتى 300 متر)
- كابل محوري قياسي غير مكلف
- مناعة جيدة للضوضاء
- التثبيت المرن
سهولة الاستخدام
- عملية التوصيل والتشغيل البسيطة
- الحد الأدنى من الإعداد المطلوب
- واجهة موحدة
- متوافق على نطاق واسع مع الأدوات
مقارنة مع وضع الشحن
مزايا وضع الجهد (IEPE).
- نظام أبسط (لا يوجد مكبر صوت خارجي)
- تكلفة أقل
- إمكانية استخدام كابل طويل
- مناعة أفضل للضوضاء
- أسهل في الاستخدام
مزايا وضع الشحن
- قدرة أعلى على تحمل درجات الحرارة (حتى 650 درجة مئوية مقابل 175 درجة مئوية)
- صلابة الإشعاع (التطبيقات النووية)
- لا يوجد إلكترونيات نشطة لتفشل
- التطبيقات المتخصصة فقط
اختيار
- وضع الجهد: 95%+ للتطبيقات الصناعية
- وضع الشحن: فقط عندما تكون درجة الحرارة > 175 درجة مئوية أو وجود الإشعاع
المواصفات المشتركة
خيارات الحساسية
- 10 مللي فولت/جم: اهتزازات عالية وصدمات (نطاق ±500 جرام)
- 50 مللي فولت/جم: أغراض عامة (نطاق ±100 جرام)
- 100 مللي فولت/جرام: معيار الصناعة (نطاق ±50 جرام)
- 500-1000 مللي فولت/جم: اهتزاز منخفض ودقة (نطاق ±5-10 جرام)
استجابة التردد
- التردد المنخفض: 0.5-5 هرتز (-3 ديسيبل، مقترن بالتيار المتردد)
- التردد العالي: إلى الرنين (10-70 كيلو هرتز حسب الحجم)
- قابلة للاستخدام حتى تردد الرنين 1/3
تصنيف درجة الحرارة
- معيار: من -50 إلى +120 درجة مئوية
- ممتد: من -50 إلى +150 درجة مئوية
- درجة حرارة عالية: من -50 إلى +175 درجة مئوية
- فوق 175 درجة مئوية: مطلوب وضع الشحن
المتغيرات والتقنيات
اختلافات التصميم
- وضع الضغط IEPE (الأكثر شيوعًا واقتصاديًا)
- وضع القص IEPE (أداء ممتاز وأفضل)
- الإخراج التفاضلي (رفض الوضع المشترك الأفضل)
- منخفض الضوضاء (مستوى ضوضاء منخفض للغاية من أجل الدقة)
أنواع الحزم
- صناعي (محكم الغلق، قوي)
- مصغرة (حجم صغير للتطبيقات ذات المساحة المحدودة)
- ثلاثي المحاور (ثلاثة محاور متعامدة في حزمة واحدة)
- صغير الحجم (< 10 جرام)
توضيح المصطلحات
المصطلحات المكافئة
- وضع الجهد: الوصف العام
- IEPE: الإلكترونيات المتكاملة الكهرضغطية (مصطلح قياسي)
- اي سي بي®: الدائرة المتكاملة الكهرضغطية (علامة تجارية PCB Piezotronics)
- سي سي إل دي: محرك الخط الحالي المستمر (مصطلح Brüel & Kjær)
- دلتاترون: العلامة التجارية Brüel & Kjær
- الجميع: نفس التكنولوجيا بشكل أساسي مع إلكترونيات مدمجة وطاقة تيار مستمر
أفضل الممارسات
اختيار
- حساسية 100 مللي فولت/جرام للآلات العامة
- مساكن صناعية مناسبة للبيئات القاسية
- تصنيف درجة الحرارة المناسبة للتطبيق
- محكم الغلق للبيئات الملوثة
تثبيت
- حامل مسمار للقياسات عالية التردد
- مادة لاصقة للتركيبات شبه الدائمة
- مغناطيسية لمسوحات الطرق
- سليم التركيب حاسمة للأداء
صيانة
- دورية معايرة (سنويًا للحالات الحرجة)
- فحص الكابلات
- التحقق من التركيب
- فحوصات الوظيفة قبل القياسات الحرجة
تُعدّ مقاييس التسارع ذات الوضع الجهدي (IEPE/ICP) أجهزة الاستشعار الرئيسية في مجال مراقبة الاهتزازات الصناعية الحديثة، إذ تجمع بين مزايا التحويل الكهرضغطي والإلكترونيات المتكاملة لضمان البساطة والموثوقية. وتعكس هيمنتها في هذا المجال التوازن الأمثل بين الأداء والتكلفة وسهولة الاستخدام في الغالبية العظمى من تطبيقات مراقبة حالة الآلات الدوارة وتشخيصها.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 