شتاب‌سنج پیزوالکتریک چیست؟ حسگر ارتعاش • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ‌شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر شتاب‌سنج پیزوالکتریک چیست؟ حسگر ارتعاش • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ‌شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر

شتاب‌سنج پیزوالکتریک چیست؟ حسگر ارتعاش

منتشر شده توسط admin در

درک شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک

تعریف: شتاب‌سنج پیزوالکتریک چیست؟

شتاب‌سنج پیزوالکتریک یک است لرزش حسگری که از اثر پیزوالکتریک - که در آن کریستال‌های خاصی هنگام اعمال تنش مکانیکی، بار الکتریکی تولید می‌کنند - برای تبدیل انرژی مکانیکی استفاده می‌کند. شتاب به یک سیگنال الکتریکی متناسب با دامنه ارتعاش تبدیل می‌شود. هنگامی که سنسور شتاب می‌گیرد، یک جرم داخلی (جرم لرزه‌ای) عناصر کریستالی پیزوالکتریک را فشرده یا کشیده می‌کند و یک بار یا ولتاژ الکتریکی تولید می‌کند که تنظیم شده و به عنوان یک سیگنال اندازه‌گیری خروجی می‌دهد.

شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک به دلیل محدوده فرکانسی وسیع (0.5 هرتز تا 50+ کیلوهرتز)، حساسیت بالا، استحکام و ماهیت خود-مولد (نیاز نداشتن به منبع تغذیه خارجی برای خود عنصر حسگر)، پرکاربردترین حسگرهای ارتعاش در کاربردهای صنعتی هستند. آن‌ها پایه و اساس شتاب‌سنج‌های مدرن را تشکیل می‌دهند. vibration analysis و برنامه‌های پایش وضعیت.

اثر پیزوالکتریک

اصل فیزیکی

  • برخی از کریستال‌ها (کوارتز، تورمالین) و سرامیک‌ها (PZT، تیتانات باریم) پیزوالکتریک هستند.
  • تنش مکانیکی باعث ایجاد بار الکتریکی روی سطوح کریستالی می‌شود
  • بار متناسب با نیروی اعمال شده
  • اثر برگشت‌پذیر (اعمال ولتاژ باعث تغییر شکل می‌شود)
  • خود مولد (بدون نیاز به برق برای تولید بار)

در شتاب‌سنج

  1. لرزش، پایه و محفظه حسگر را شتاب می‌دهد
  2. جرم لرزه‌ای داخلی نیرو را تجربه می‌کند (F = m × a)
  3. نیرو، کریستال پیزوالکتریک را فشرده می‌کند
  4. کریستال بار متناسب با نیرو (و در نتیجه شتاب) تولید می‌کند.
  5. بار جمع‌آوری‌شده روی الکترودها و تبدیل آن به سیگنال قابل اندازه‌گیری

انواع شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک

توسط طراحی داخلی

نوع فشرده سازی

  • رایج‌ترین طرح
  • کریستال بین جرم و پایه فشرده شده است
  • مقاوم، محدوده دمایی وسیع
  • مناسب برای محیط‌های خشن

نوع برشی

  • کریستال در اثر حرکت جرمی برش داده شده است
  • ایزولاسیون عالی کرنش پایه
  • پاسخ فرکانس پایین بهتر
  • حساسیت کمتر به گذر دما
  • عملکرد ممتاز

نوع خمشی (خمشی)

  • کریستال در پیکربندی خمشی
  • حساسیت بالا ممکن است
  • در کاربردهای صنعتی کمتر رایج است

بر اساس نوع الکترونیک

حالت شارژ

  • خروجی بار الکتریکی (پیکوکولن) است
  • نیاز به تقویت‌کننده شارژ خارجی
  • قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا (تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد)
  • خروجی با امپدانس بالا (حساس به کابل)
  • کاربردهای تخصصی

IEPE/ICP (حالت ولتاژ)

  • قطعات الکترونیکی داخلی، بار را به ولتاژ تبدیل می‌کنند
  • آیپه استاندارد صنعتی است
  • خروجی با امپدانس پایین
  • اتصال ساده
  • ۹۵۱TP3T+ از کاربردهای صنعتی

مشخصات عملکرد

Sensitivity

  • خروجی در واحد شتاب (mV/g، pC/g)
  • معمول: 10-100 میلی‌ولت بر گرم برای IEPE؛ 1-100 پیکوکول بر گرم برای حالت شارژ
  • حساسیت بالاتر = وضوح بهتر اما برد کمتر
  • انتخاب بر اساس سطح ارتعاش مورد انتظار

محدوده فرکانس

  • فرکانس پایین: ۰.۵ تا ۵ هرتز بسته به نوع الکترونیک
  • فرکانس بالا: ۵-۵۰ کیلوهرتز تا رزونانس
  • محدوده قابل استفاده: معمولاً تا ۱/۳ فرکانس رزونانس
  • تأثیرات نصب: روش نصب، پاسخ فرکانس بالا را محدود می‌کند

محدوده دامنه

  • کاربرد عمومی: ±50 گرم تا ±500 گرم
  • حساسیت بالا: ±5 گرم تا ±50 گرم
  • حسگرهای شوک: ±500g تا ±10,000g
  • نباید از محدوده مجاز تجاوز کند (قطع شدن، آسیب دیدن)

معیارهای انتخاب

برای نظارت عمومی بر ماشین آلات

  • شتاب‌سنج IEPE با دقت ۱۰۰ میلی‌ولت بر گرم
  • محدوده ±50 گرم
  • محدوده فرکانس ۱ هرتز – ۱۰ کیلوهرتز
  • محدوده دمای صنعتی (-40 تا +120 درجه سانتیگراد)
  • مهر و موم شده به صورت هرمتیک

برای تشخیص عیب یاتاقان

  • پاسخ فرکانسی بالاتر (تا 20+ کیلوهرتز)
  • حساسیت متوسط (۱۰-۵۰ میلی‌ولت بر گرم)
  • محدوده دینامیکی وسیع
  • نصب گل‌میخ برای بهترین کوپلینگ فرکانس بالا

برای کاربردهای دما بالا

  • IEPE با دمای بالا (تا ۱۷۵ درجه سانتیگراد) یا حالت شارژ (تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد)
  • نصب و کابل کشی ویژه
  • ممکن است مقداری از عملکرد را فدای قابلیت تحمل دما کند

نصب و راه اندازی

اثرات نصب بر عملکرد

  • پایه گل میخ: بهترین (صاف تا 10+ کیلوهرتز)
  • Adhesive: خوب (مسطح تا ۷-۸ کیلوهرتز)
  • مغناطیسی: قابل قبول (مسطح تا ۲-۳ کیلوهرتز)
  • پروب/دستی: ضعیف (محدود به فرکانس‌های پایین، کیفی)

الزامات نصب

  • سطح نصب تمیز و صاف
  • گشتاور مناسب برای نصب گل میخ
  • لایه چسب نازک و یکنواخت
  • پایه مغناطیسی کاملاً نصب شده
  • کابل برای جلوگیری از کشیده شدن محکم شده است

شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک، به ویژه انواع IEPE، ستون فقرات پایش ارتعاشات صنعتی هستند. ترکیبی از پاسخ فرکانسی وسیع، حساسیت بالا، استحکام و (برای IEPE) سادگی، آنها را به حسگر انتخابی برای پایش وضعیت، تشخیص و بالانس در اکثر قریب به اتفاق کاربردهای ماشین‌آلات دوار در سراسر جهان تبدیل می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories: واژه‌نامهاندازه‌گیری
واتساپ