הבנת מדי תאוצה פיזואלקטריים

מכשירים

מאזן נייד ומנתח רעידות Balanset-1A

$2,358.31

חלקים

חיישן רטט

$107.47

חלקים

חיישן אופטי (מד טכומטר לייזר)

$148.07

מכשירים

Balanset-4

$8,123.32

חלקים

מעמד מגנטי בגודל 60 ק"ג

$54.93

חלקים

סרט מחזיר אור

$11.94

מכשירים

מאזן דינמי "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

הגדרה: מהו מד תאוצה פיזואלקטרי?

מד תאוצה פיזואלקטרי הוא רֶטֶט חיישן המשתמש באפקט הפיאזואלקטרי - שבו גבישים מסוימים מייצרים מטען חשמלי כאשר הם מופעלים מכני - כדי להמיר תְאוּצָה לאות חשמלי פרופורציונלי למשרעת הרטט. כאשר החיישן חווה תאוצה, מסה פנימית (מסה סייסמית) דוחסת או מותחת אלמנטים פיזואלקטריים של הגביש, ויוצרת מטען חשמלי או מתח המותנה ומופלט כאות מדידה.

מדי תאוצה פיזואלקטריים הם חיישני הרטט הנפוצים ביותר ביישומים תעשייתיים בשל טווח התדרים הרחב שלהם (0.5 הרץ עד 50+ קילוהרץ), רגישות גבוהה, עמידות ואופיים המייצר את עצמו (ללא צורך במקור כוח חיצוני עבור רכיב החישה עצמו). הם מהווים את הבסיס לטכנולוגיה המודרנית. vibration analysis ותוכניות לניטור מצב.

אפקט פיזואלקטרי

עקרון פיזיקלי

• גבישים מסוימים (קוורץ, טורמלין) וקרמיקה (PZT, בריום טיטנאט) הם פיזואלקטריים.
• מאמץ מכני יוצר מטען חשמלי על משטחי גביש
• מטען פרופורציונלי לכוח המופעל
• אפקט הפיך (הפעלת מתח גורמת לעיוות)
• ייצור עצמי (אין צורך בחשמל לייצור מטען)

במד תאוצה

1. רטט מאיץ את בסיס החיישן ואת המארז
2. מסה סייסמית פנימית חווה כוח (F = m × a)
3. כוח דוחס גביש פיזואלקטרי
4. גביש מייצר מטען ביחס לכוח (ולכן לתאוצה)
5. מטען שנאסף על אלקטרודות והומר לאות מדיד

סוגי מדי תאוצה פיזואלקטריים

על ידי עיצוב פנימי

סוג דחיסה

• העיצוב הנפוץ ביותר
• גביש דחוס בין מסה לבסיס
• עמיד, טווח טמפרטורות רחב
• טוב לסביבות קשות

סוג גזירה

• גביש שנגזז על ידי תנועת מסה
• בידוד מעולה של עומס בסיס
• תגובת תדרים נמוכים טובה יותר
• פחות רגיש לשינויי טמפרטורה
• ביצועים פרימיום

סוג כיפוף (גמישות)

• גביש בתצורת כיפוף
• רגישות גבוהה אפשרית
• פחות נפוץ ביישומים תעשייתיים

לפי סוג האלקטרוניקה

מצב טעינה

• הפלט הוא מטען (פיקוקולומב)
• דורש מגבר טעינה חיצוני
• יכולת עמידות בטמפרטורות קיצוניות (עד 650 מעלות צלזיוס)
• פלט בעל עכבה גבוהה (רגיש לכבל)
• יישומים מיוחדים

IEPE/ICP (מצב מתח)

• אלקטרוניקה מובנית ממירה מטען למתח
• IEPE הוא תקן בתעשייה
• פלט בעל עכבה נמוכה
• קישוריות פשוטה
• 95%+ של יישומים תעשייתיים

מפרט ביצועים

Sensitivity

• פלט ליחידת תאוצה (mV/g, pC/g)
• טיפוסי: 10-100 mV/g עבור IEPE; 1-100 pC/g עבור מצב טעינה
• רגישות גבוהה יותר = רזולוציה טובה יותר אך טווח נמוך יותר
• בחירה המבוססת על רמות הרטט הצפויות

טווח תדרים

• תדר נמוך: 0.5-5 הרץ תלוי באלקטרוניקה
• תדירות גבוהה: 5-50 קילוהרץ לתהודה
• טווח שמיש: בדרך כלל עד 1/3 מתדר התהודה
• משפיע על ההרכבה: שיטת ההרכבה מגבילה את תגובת התדר הגבוה

טווח משרעת

• שימוש כללי: ±50 גרם עד ±500 גרם
• רגישות גבוהה: ±5 גרם עד ±50 גרם
• חיישני הלם: ±500 גרם עד ±10,000 גרם
• אסור לחרוג מהטווח (גזירה, נזק)

קריטריוני בחירה

לניטור מכונות כללי

• מד תאוצה IEPE 100 mV/g
• טווח של ±50 גרם
• טווח תדרים 1 הרץ – 10 קילוהרץ
• דירוג טמפרטורה תעשייתי (-40 עד +120°C)
• אטום הרמטית

לגילוי פגמי מיסבים

• תגובת תדר גבוהה יותר (עד 20+ קילוהרץ)
• רגישות בינונית (10-50 mV/g)
• טווח דינמי רחב
• הרכבה עם ברגים לצימוד הטוב ביותר בתדר גבוה

עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה

• מצב IEPE בטמפרטורה גבוהה (עד 175°C) או מצב טעינה (עד 650°C)
• הרכבה וכבלים מיוחדים
• עלול להקריב חלק מהביצועים לטובת יכולת טמפרטורה

הרכבה והתקנה

השפעות גוברות על ביצועים

• הר סטייט: הטוב ביותר (שטוח עד 10+ קילוהרץ)
• דבק: טוב (שטוח עד 7-8 קילוהרץ)
• מַגנֶטִי: מקובל (שטוח עד 2-3 קילוהרץ)
• גשש/מחשב נייד: גרוע (מוגבל לתדרים נמוכים, איכותי)

דרישות התקנה

• משטח הרכבה נקי ושטוח
• מומנט מתאים להרכבת ברגים
• שכבת דבק דקה ואחידה
• בסיס מגנטי יושב במלואו
• כבל מאובטח למניעת משיכה

מדי תאוצה פיזואלקטריים, ובמיוחד מסוג IEPE, הם עמוד השדרה של ניטור רעידות תעשייתי. השילוב שלהם של תגובת תדר רחבה, רגישות גבוהה, עמידות ופשטות (עבור IEPE) הופך אותם לחיישן המועדף לניטור מצב, אבחון ואיזון ברוב המכריע של יישומי מכונות מסתובבות ברחבי העולם.

---

← חזרה לאינדקס הראשי