הבנת רגישות החיישן
הגדרה: מהי רגישות?
Sensitivity הוא היחס בין אות הפלט של החיישן לגודל הפיזי הנמדד, המייצג את הגבר או גורם ההמרה של החיישן. עבור רֶטֶט חיישנים, הרגישות מגדירה כמה פלט חשמלי (מתח או מטען) מופק לכל יחידת רטט (תאוצה, מהירות או תְזוּזָהרגישות גבוהה יותר פירושה אות פלט גדול יותר עבור רמת רטט נתונה, מה שמספק רזולוציה ויחס אות לרעש טובים יותר, אך מגביל את טווח המדידה המרבי לפני שפלט החיישן רווי.
רגישות היא המפרט הבסיסי שחייב להיות ידוע כדי להמיר את מתח המוצא של החיישן ליחידות רטט משמעותיות. היא נקבעת במהלך הייצור. כִּיוּל, מתועד בתעודות כיול, ומשמש בכל חישובי הרטט. הבנת פשרות הרגישות מאפשרת בחירת חיישן נכונה עבור דרישות מדידה ספציפיות.
יחידות רגישות לפי סוג חיישן
מדי תאוצה
מצב IEPE/מתח
- יחידות: mV/g (מיליוולט לגרם של תאוצה)
- ערכים אופייניים: 10-1000 מיליוולט/גרם
- תֶקֶן: 100 mV/g הנפוץ ביותר
- רגישות גבוהה: 500-1000 mV/g (יישומים עם רטט נמוך)
- רגישות נמוכה: 10-50 mV/g (יישומי רטט גבוהים והלם)
מצב טעינה
- יחידות: פיקוקולומב לגרם (pC/g)
- ערכים אופייניים: 1-1000 יחידות צלזיוס/גרם
- מטרה כללית: 10-50 pC/g נפוץ
חיישני מהירות
- יחידות: mV לאינץ'/שנייה או mV למ"מ/שנייה
- טיפוסי: 100 מיליוולט/אינץ'/שנייה או ~4000 מיליוולט/מ"מ/שנייה
- יחידות חלופיות: וולט למטר/שנייה
גששי תזוזה
- יחידות: mV/mil או V/mm
- טיפוסי: 200 mV/mil או 7.87 V/mm (גששי זרם מערבולת)
- מְכוּיָל: עבור חומר מטרה ספציפי וטווח פער
פשרות רגישות
רגישות גבוהה (100-1000 mV/g)
יתרונות
- אות פלט גדול לרעידות נמוכות
- רזולוציה טובה יותר (יכולה לזהות שינויים קטנים)
- יחס אות לרעש טוב יותר
- טוב למכונות בעלות רטט נמוך
חסרונות
- טווח דינמי מוגבל (רוויה ברטט נמוך יותר)
- טווח אופייני: ±5 גרם עד ±50 גרם
- לא מתאים ליישומים בעלי רטט גבוה או הלם
רגישות נמוכה (10-50 mV/g)
יתרונות
- טווח דינמי רחב
- יכול למדוד רטט גבוה (±100 גרם עד ±10,000 גרם)
- מתאים לזעזועים ופגיעות
- לא יקבל רוויה בתנאי רטט גבוהים
חסרונות
- תפוקה קטנה יותר עבור רטט נמוך
- יחס אות לרעש נמוך יותר
- רזולוציה מופחתת
- עלול להחמיץ שינויי רטט קטנים
בחירת רגישות
בהתבסס על יישום
רטט נמוך (< 5 מ"מ/שנייה)
- השתמש ברגישות גבוהה (100-500 mV/g)
- מכונות מדויקות, ציוד במהירות נמוכה
- צריך רזולוציה טובה לשינויים קטנים
רעידות בינוניות (5-20 מ"מ/שנייה)
- רגישות סטנדרטית (50-100 mV/g)
- מכונות תעשייתיות כלליות
- טווח היישומים הנפוץ ביותר
רעידות גבוהות (> 20 מ"מ/שנייה)
- רגישות נמוכה (10-50 mV/g)
- מניעת רוויה
- מכונות ריסוק, טחנות, ציוד לחוסר איזון גבוה
הלם ופגיעה
- רגישות נמוכה מאוד (1-10 mV/g)
- מדוד עד ±1000 גרם או יותר
- בדיקות פגיעה, בדיקות התרסקות
השפעה על מדידות
רמת אות
- רגישות גבוהה יותר → מתח אות גדול יותר
- מנצל טוב יותר את טווח הקלט של המכשיר
- רזולוציה משופרת
- אך מגביל את הרטט המקסימלי למדידה
טווח דינמי
- טווח מרצפת רעש ועד רוויה
- רגישות גבוהה: טווח צר (טוב לאותות קטנים)
- רגישות נמוכה: טווח רחב (טוב לאותות משתנים)
- פשרה בין רזולוציה לטווח
ביצועי רעש
- רעש מובנה בחיישן (רעש חשמלי באלקטרוניקה)
- רגישות גבוהה יותר = יחס אות לרעש טוב יותר עבור רעידות נמוכות
- רעש הופך משמעותי יותר עם רגישות נמוכה יותר
כיול ואימות
כיול במפעל
- חיישנים חדשים מכוילים במפעל
- רגישות מסומנת על חיישן או תעודה
- סובלנות בדרך כלל ±5-10%
- יש לוודא לפני שימוש קריטי
כיול מחדש תקופתי
- רגישות יכולה להשתנות עם הזמן
- כיול מחדש שנתי או לפי לוח זמנים
- רגישות מעודכנת מתעודת כיול
- הזן כלי או החל תיקונים
אימות שדה
- כייל ידני מספק רטט ידוע
- ודא שפלט החיישן תואם את הצפוי (רגישות × קלט)
- בדיקה מהירה לפני מדידות קריטיות
מפרטים קשורים
טווח מדידה
- חיישן רטט מקסימלי יכול למדוד
- ביחס הפוך לרגישות
- דוגמה: 100 mV/g עם יציאה של ±5V → טווח של ±50g
הַחְלָטָה
- שינוי הרטט הקטן ביותר שניתן לזהות
- מוגבל על ידי רעש ודיגיטציה
- רגישות גבוהה יותר בדרך כלל רזולוציה טובה יותר
ליניאריות
- כיצד רגישות קבועה נשארת לאורך טווח המדידה
- חיישנים טובים: סטייה ליניארית < 1%
- צוין כשגיאת קנה מידה מלא %
שיקולים מעשיים
התאמת קלט של כלי נגינה
- טווח הקלט של המכשיר חייב להתאים לפלט החיישן
- דוגמה: חיישן 100 mV/g × רטט 50g = יציאה של 5V (חייב להתאים לכניסת ±5V של המכשיר)
- הגבר קלט מתכוונן מתאים לרגישויות שונות
חיישנים מרובים
- שימוש בחיישנים בעלי רגישויות שונות בתוכנית אחת
- יש להגדיר את המכשיר עבור כל חיישן
- שגיאה אם הוזנה רגישות שגויה
- סטנדרטיזציה על רגישות אחת מפשטת את הפעולות
רגישות החיישן היא מפרט בסיסי המגדיר את ההמרה בין רטט פיזי לאות חשמלי. הבנת יחידות רגישות, קריטריוני בחירה המבוססים על רמות רטט צפויות, והזנת רגישות נכונה במכשירי מדידה חיונית למדידות רטט מדויקות, בחירת חיישנים מתאימה ומניעת שגיאות מדידה כתוצאה מחוסר התאמה ברגישות או רוויה.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									