Kostenloses Ingenieurwerkzeug — #017
Empfindlichkeitsrechner für Vibrationssensoren
Berechnen Sie die Ausgangssignalspannung des Sensors anhand der Empfindlichkeit und des Vibrationspegels. Bestimmen Sie den Dynamikbereich und die maximal messbare Amplitude für IEPE-Beschleunigungs- und Geschwindigkeitssensoren.
Ergebnisse
Ausgangssignalspannung
Maximal messbarer Pegel
Gängige Sensortypen
| Typ | Typische Empfindlichkeit | Reichweite | Frequenzbereich |
|---|---|---|---|
| Allgemeiner IEPE-Beschleunigungssensor | 100 mV/g | ±50 g | 0,5–10 kHz |
| Niederfrequenz-Beschleunigungssensor | 500–1000 mV/g | ±5 g | 0,1–1 kHz |
| Stoßbeschleunigung | 1–10 mV/g | ±500–5000 g | 1–20 kHz |
| Geschwindigkeitssensor | 4–20 mV/(mm/s) | 0,1–100 mm/s | 1–1 kHz |
Gegeben: Empfindlichkeit = 100 mV/g, Vibration = 5 g Spitze, Maximale Ausgangsspannung = 5 V Spitze
Vout = 100 × 5 / 1000 = 0,500 V Spitze
Maximales Level = 5000 / 100 = 50 g Spitze
Ausgabe = 0,5 / 5 × 100 = 10 % des Skalenendwerts
⚠️ Hinweis: Wird die maximale Ausgangsspannung überschritten, wird das Signal abgeschnitten und verzerrt. Stellen Sie stets sicher, dass die erwarteten Vibrationswerte innerhalb des Messbereichs des Sensors liegen.
Die Sensorempfindlichkeit ist das Verhältnis von elektrischem Ausgangssignal zu mechanischer Eingangsgröße. Bei Beschleunigungsaufnehmern wird sie typischerweise in mV/g angegeben. Eine höhere Empfindlichkeit liefert bei gleichem Schwingungspegel ein größeres Ausgangssignal, verringert jedoch den maximalen Messbereich.
Stimmen Sie die Empfindlichkeit auf die zu erwartenden Schwingungspegel und den Eingangsbereich des Messdatenerfassungssystems (DAQ) ab. Hohe Empfindlichkeit (500 mV/g) für geringe Schwingungen; niedrige Empfindlichkeit (10 mV/g) für Stoß- und Hoch-g-Anwendungen. Halten Sie die Ausgangsspannung unterhalb der Maximalspannung, um Übersteuerung (Clipping) zu vermeiden.
Dynamikbereich = Maximalsignal / Grundrauschen, angegeben in dB. Für IEPE-Sensoren mit ±5V maximalem Ausgangssignal und ~1 mV Eigenrauschen beträgt der Dynamikbereich DR ≈ 74 dB. Eine höhere Versorgungsspannung und ein geringeres Grundrauschen vergrößern den Dynamikbereich.
IEPE-Sensoren benötigen eine Konstantstromspeisung (2–20 mA) bei einer Gleichvorspannung (Bias) von 18–30V DC. Das Wechselspannungssignal der Schwingung ist dieser Gleichspannung überlagert. ICP® ist eine eingetragene Marke von PCB Piezotronics für die IEPE-Technologie.
Ja. Die Sensorempfindlichkeit kann durch Alterung, Temperatureinflüsse, Kabelschäden und mechanische Stöße driften. Eine jährliche Kalibrierung wird empfohlen. Bei hochwertigen Sensoren liegt die typische Drift bei <1%/Jahr.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Schwingungssensoren und -analysatoren für Feldmessungen. Kompatibel mit Standard-IEPE-Sensoren. Im Einsatz in über 50 Ländern.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
