Was ist Sensorempfindlichkeit? Ausgabe pro Eingabeeinheit • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist Sensorempfindlichkeit? Ausgabe pro Eingabeeinheit • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist Sensorempfindlichkeit? Ausgabe pro Eingabeeinheit

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Sensorempfindlichkeit verstehen

Definition: Was ist Sensibilität?

Empfindlichkeit ist das Verhältnis des Ausgangssignals eines Sensors zur gemessenen physikalischen Eingangsgröße und stellt die Verstärkung oder den Umrechnungsfaktor des Sensors dar. Für Vibration Sensoren, Empfindlichkeit definiert, wie viel elektrische Leistung (Spannung oder Ladung) pro Einheit der Vibration (Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Verschiebung). Eine höhere Empfindlichkeit bedeutet ein größeres Ausgangssignal bei einem bestimmten Vibrationsniveau und bietet eine bessere Auflösung und ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis, begrenzt jedoch den maximalen Messbereich, bevor der Sensorausgang gesättigt ist.

Die Empfindlichkeit ist die grundlegende Spezifikation, die bekannt sein muss, um die Sensorausgangsspannung in sinnvolle Schwingungseinheiten umzuwandeln. Sie wird während der Herstellung bestimmt Kalibrierung, in Kalibrierungszertifikaten dokumentiert und in allen Schwingungsberechnungen verwendet. Das Verständnis der Empfindlichkeitskompromisse ermöglicht die Auswahl des richtigen Sensors für spezifische Messanforderungen.

Empfindlichkeitseinheiten nach Sensortyp

Beschleunigungsmesser

IEPE/Spannungsmodus

  • Einheit: mV/g (Millivolt pro g Beschleunigung)
  • Typische Werte: 10-1000 mV/g
  • Standard: 100 mV/g am häufigsten
  • Hohe Empfindlichkeit: 500–1000 mV/g (Anwendungen mit geringer Vibration)
  • Geringe Empfindlichkeit: 10–50 mV/g (Anwendungen mit starken Vibrationen und Stößen)

Lademodus

  • Einheit: pC/g (Picocoulomb pro g)
  • Typische Werte: 1-1000 pC/g
  • Allgemeiner Zweck: 10-50 pC/g üblich

Geschwindigkeitssensoren

  • Einheit: mV pro Zoll/s oder mV pro mm/s
  • Typisch: 100 mV/Zoll/s oder ~4000 mV/mm/s
  • Alternative Einheiten: V pro m/s

Wegmesstaster

  • Einheit: mV/mil oder V/mm
  • Typisch: 200 mV/mil oder 7,87 V/mm (Wirbelstromsonden)
  • Kalibriert: Für spezifisches Zielmaterial und Spaltbereich

Kompromisse bei der Empfindlichkeit

Hohe Empfindlichkeit (100–1000 mV/g)

Vorteile

  • Großes Ausgangssignal für geringe Vibration
  • Bessere Auflösung (kann kleine Änderungen erkennen)
  • Besseres Signal-Rausch-Verhältnis
  • Gut für vibrationsarme Maschinen

Nachteile

  • Eingeschränkter Dynamikbereich (Sättigung bei geringerer Vibration)
  • Typischer Bereich: ±5 g bis ±50 g
  • Nicht geeignet für Anwendungen mit starken Vibrationen oder Stößen

Geringe Empfindlichkeit (10–50 mV/g)

Vorteile

  • Großer Dynamikbereich
  • Kann hohe Vibrationen messen (±100 g bis ±10.000 g)
  • Stoß- und schlagfest
  • Wird bei starken Vibrationen nicht gesättigt

Nachteile

  • Geringere Leistung für geringe Vibrationen
  • Geringeres Signal-Rausch-Verhältnis
  • Reduzierte Auflösung
  • Kleine Vibrationsänderungen können übersehen werden

Empfindlichkeitsauswahl

Basierend auf der Anwendung

Geringe Vibration (< 5 mm/s)

  • Verwenden Sie eine hohe Empfindlichkeit (100–500 mV/g).
  • Präzisionsmaschinen, langsam laufende Geräte
  • Benötigen Sie eine gute Auflösung für kleine Änderungen

Mäßige Vibration (5–20 mm/s)

  • Standardempfindlichkeit (50-100 mV/g)
  • Allgemeine Industriemaschinen
  • Häufigster Anwendungsbereich

Hohe Vibration (> 20 mm/s)

  • Geringe Empfindlichkeit (10–50 mV/g)
  • Sättigung verhindern
  • Brecher, Mühlen, Geräte mit hoher Unwucht

Schock und Aufprall

  • Sehr geringe Empfindlichkeit (1–10 mV/g)
  • Messen Sie auf ±1000 g oder mehr
  • Aufpralltests, Crashtests

Auswirkungen auf Messungen

Signalpegel

  • Höhere Empfindlichkeit → größere Signalspannung
  • Bessere Nutzung des Eingangsbereichs des Instruments
  • Verbesserte Auflösung
  • Begrenzt jedoch die maximal messbare Vibration

Dynamikbereich

  • Bereich vom Grundrauschen bis zur Sättigung
  • Hohe Empfindlichkeit: enger Bereich (gut für kleine Signale)
  • Geringe Empfindlichkeit: großer Bereich (gut für variable Signale)
  • Kompromiss zwischen Auflösung und Reichweite

Geräuschentwicklung

  • Sensoreigenes Rauschen (elektrisches Rauschen in der Elektronik)
  • Höhere Empfindlichkeit = besseres Signal-Rausch-Verhältnis für geringe Vibrationen
  • Bei geringerer Empfindlichkeit wird das Rauschen deutlicher

Kalibrierung und Verifizierung

Werkskalibrierung

  • Neue, im Werk kalibrierte Sensoren
  • Empfindlichkeit auf Sensor oder Zertifikat angegeben
  • Toleranz typischerweise ±5-10%
  • Sollte vor kritischer Verwendung überprüft werden

Regelmäßige Neukalibrierung

  • Die Empfindlichkeit kann mit der Zeit schwanken
  • Jährliche oder planmäßige Neukalibrierung
  • Aktualisierte Empfindlichkeit aus dem Kalibrierungszertifikat
  • Im Instrument eingeben oder Korrekturen vornehmen

Feldüberprüfung

  • Handkalibrator liefert bekannte Vibration
  • Überprüfen Sie, ob die Sensorausgabe den Erwartungen entspricht (Empfindlichkeit × Eingabe).
  • Schnellcheck vor kritischen Messungen

Verwandte Spezifikationen

Messbereich

  • Maximale Vibrationsmessung durch den Sensor
  • Umgekehrt zur Empfindlichkeit
  • Beispiel: 100 mV/g mit ±5 V Ausgang → ±50 g Bereich

Auflösung

  • Kleinste Schwingungsänderung feststellbar
  • Limitiert durch Rauschen und Digitalisierung
  • Höhere Empfindlichkeit, im Allgemeinen bessere Auflösung

Linearität

  • Wie die konstante Empfindlichkeit über den Messbereich erhalten bleibt
  • Gute Sensoren: < 1% Abweichung vom linearen
  • Angegeben als % Vollausschlagsfehler

Praktische Überlegungen

Instrumenteneingangsanpassung

  • Der Eingangsbereich des Instruments muss mit dem Sensorausgang übereinstimmen
  • Beispiel: 100 mV/g Sensor × 50 g Vibration = 5 V Ausgang (muss in den ±5 V Eingang des Instruments passen)
  • Einstellbare Eingangsverstärkungen berücksichtigen unterschiedliche Empfindlichkeiten

Mehrere Sensoren

  • Verwendung von Sensoren mit unterschiedlicher Empfindlichkeit in einem Programm
  • Das Instrument muss für jeden Sensor konfiguriert werden
  • Fehler bei Eingabe einer falschen Empfindlichkeit
  • Die Standardisierung auf eine Empfindlichkeit vereinfacht den Betrieb

Die Sensorempfindlichkeit ist eine grundlegende Spezifikation, die die Umwandlung zwischen physikalischer Schwingung und elektrischem Signal definiert. Das Verständnis der Empfindlichkeitseinheiten, der Auswahlkriterien basierend auf den erwarteten Schwingungspegeln und der korrekten Empfindlichkeitseingabe in Messinstrumenten ist für genaue Schwingungsmessungen, die Auswahl des richtigen Sensors und die Vermeidung von Messfehlern durch Empfindlichkeitsabweichungen oder Sättigung unerlässlich.

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