A feszültségmódú gyorsulásmérők megértése
Definíció: Mi az a feszültségmódú gyorsulásmérő?
Feszültségmódú gyorsulásmérő egy piezoelektromos gyorsulásmérő beépített jelkondicionáló elektronikával, amely a piezoelektromos elem nagy impedanciájú töltését alacsony impedanciájú feszültségkimenetté alakítja. Ez a kifejezés lényegében a következő szinonimája: IEPE gyorsulásmérő (Integrated Electronics Piezo-Electric) és ICP® (Integrated Circuit Piezoelectric, a PCB Piezotronics védjegye). A “feszültségmód” megjelölés hangsúlyozza, hogy a kimenet feszültség (jellemzően mV/g), nem pedig töltés (pC/g), ami megkülönbözteti a töltésmódú gyorsulásmérőktől.
A feszültségmódú gyorsulásmérők az ipari szabványok elsöprő erejévé váltak. rezgés monitorozás, amely több mint 95% alkalmazást fed le egyszerűségüknek (nincs szükség külső erősítőre), könnyű használatuknak (egyszerű kétvezetékes csatlakozás) és költséghatékonyságuknak köszönhetően. Annak megértése, hogy a feszültségmód, az IEPE és az ICP lényegében ugyanarra a technológiára utalnak, segít eligazodni a termékleírásokban és a szakirodalomban.
Főbb jellemzők
Integrált elektronika
- Mikroelektronikus erősítő beépítve az érzékelőházba
- Nagy impedanciájú töltést alacsony impedanciájú feszültséggé alakít
- Általában FET-et vagy IC erősítőt használ
- Mérőműszerből származó állandó árammal működtetve
Kimeneti formátum
- Érzékenység: Tipikusan 10-1000 mV/g
- Közös: 100 mV/g ipari szabvány
- Jel típusa: A gyorsulással arányos váltakozó feszültség
- Impedancia: Alacsony (< 100 ohm kimeneti impedancia)
Energiaigény
- Állandó áram: 2-20 mA tipikus (4 mA általános)
- Tápfeszültség: 18-30 V egyenfeszültség
- Előfeszültség: 8-12 VDC a kimeneten
- Kétvezetékes: Tápellátás és jel ugyanazon a kábelen
Előnyök
Rendszer egyszerűsége
- Nincs külső töltőerősítő kívánt
- Közvetlen csatlakozás a műszerhez
- Alacsonyabb teljes rendszerköltség
- Csökkentett bonyolultság és meghibásodási pontok
Kábelképesség
- Alacsony impedanciájú, hosszú kábelek (akár 300 m) meghajtására alkalmas
- Standard, olcsó koaxiális kábel
- Jó zajállóság
- Rugalmas telepítés
Könnyű használat
- Egyszerű plug-and-play működés
- Minimális beállítás szükséges
- Szabványosított interfész
- Széles körben kompatibilis a hangszerekkel
Összehasonlítás a töltési móddal
Feszültségmód (IEPE) előnyei
- Egyszerűbb rendszer (külső erősítő nélkül)
- Alacsonyabb költség
- Hosszú kábelezési lehetőség
- Jobb zajállóság
- Könnyebb használni
Töltési mód előnyei
- Magasabb hőmérséklet-tűrés (akár 650°C-ig a 175°C-ról)
- Sugárzási keménység (nukleáris alkalmazások)
- Nincsenek meghibásodásra hajlamos aktív elektronikai elemek
- Csak speciális alkalmazások
Kiválasztás
- Feszültség mód: 95%+ ipari alkalmazások
- Töltési mód: Csak 175°C-nál nagyobb hőmérséklet vagy sugárzás esetén
Közös specifikációk
Érzékenységi beállítások
- 10 mV/g: Nagy rezgés- és ütésállóság (±500 g tartomány)
- 50 mV/g: Általános célú (±100 g-os tartomány)
- 100 mV/g: Iparági szabvány (±50 g-os tartomány)
- 500-1000 mV/g: Alacsony rezgés, precízió (±5-10 g tartomány)
Frekvenciaválasz
- Alacsony frekvencia: 0,5-5 Hz (-3 dB, AC csatolású)
- Nagyfrekvenciás: rezonanciáig (10-70 kHz mérettől függően)
- 1/3 rezonanciafrekvencia tartományban használható
Hőmérséklet-besorolás
- Standard: -50 és +120°C között
- Kiterjedt: -50 és +150°C között
- Magas hőmérséklet: -50 és +175°C között
- 175°C felett: töltési üzemmód szükséges
Változatok és technológiák
Tervezési variációk
- Tömörítési módú IEPE (leggyakoribb, gazdaságos)
- Nyírási mód IEPE (prémium, jobb teljesítmény)
- Differenciál kimenet (jobb közös módusú elnyomás)
- Alacsony zajszint (ultra alacsony zajszint a precízió érdekében)
Csomagtípusok
- Ipari (hermetikusan lezárt, strapabíró)
- Miniatűr (kis méret a korlátozott helyigényű alkalmazásokhoz)
- Triaxiális (három merőleges tengely egy csomagban)
- Szubminiatűr (< 10 gramm)
Terminológia pontosítás
Egyenértékű kifejezések
- Feszültség mód: Általános leíró
- IEPE: Integrált elektronikai piezoelektromos (szabványos kifejezés)
- ICP®: Integrált áramkör piezoelektromos (PCB Piezotronics védjegy)
- CCLD: Állandó áramú vonalvezetés (Brüel és Kjær kifejezés)
- Deltatron: Brüel & Kjær márkanév
- Minden: Alapvetően ugyanaz a technológia, beépített elektronikával és állandó áramerősséggel
Bevált gyakorlatok
Kiválasztás
- 100 mV/g érzékenység általános gépekhez
- Ipari minőségű ház zord környezeti körülményekhez
- Megfelelő hőmérsékleti besorolás az alkalmazáshoz
- Hermetikusan lezárt szennyezett környezetekhez
Telepítés
- Csavaros rögzítés nagyfrekvenciás mérésekhez
- Ragasztó félig állandó telepítésekhez
- Mágneses útvonalfelméréshez
- Megfelelő felszerelés kritikus a teljesítmény szempontjából
Karbantartás
- Időszakos kalibráció (kritikus esetekben évente)
- Kábelvizsgálat
- Szerelési ellenőrzés
- Funkcióellenőrzések kritikus mérések előtt
A feszültségmódú gyorsulásmérők (IEPE/ICP) a modern ipari rezgésmonitorozás alapvető érzékelői, amelyek a piezoelektromos transzdukció előnyeit ötvözik az integrált elektronikával az egyszerűség és a megbízhatóság érdekében. Domináns szerepük a területen a teljesítmény, a költség és a könnyű használhatóság optimális egyensúlyát tükrözi a forgógépek állapotfelügyeleti és diagnosztikai alkalmazásainak túlnyomó többségében.