Memahami Akselerometer Mode Tegangan
Definisi: Apa itu Akselerometer Mode Tegangan?
Akselerometer mode tegangan adalah sebuah akselerometer piezoelektrik dengan elektronik pengkondisi sinyal terintegrasi yang mengubah muatan impedansi tinggi dari elemen piezoelektrik menjadi keluaran tegangan impedansi rendah. Istilah ini pada dasarnya identik dengan Akselerometer IEPE (Integrated Electronics Piezo-Electric) dan ICP® (Integrated Circuit Piezoelectric, merek dagang PCB Piezotronics). Sebutan "mode tegangan" menekankan bahwa keluarannya adalah tegangan (biasanya mV per g), bukan muatan (pC per g), yang membedakannya dari akselerometer mode pengisian.
Akselerometer mode tegangan telah menjadi standar yang luar biasa dalam industri getaran Pemantauan, yang mencakup lebih dari 951 aplikasi berkat kesederhanaannya (tidak memerlukan penguat eksternal), kemudahan penggunaan (koneksi dua kabel sederhana), dan efektivitas biaya. Memahami bahwa mode tegangan, IEPE, dan ICP pada dasarnya merujuk pada teknologi yang sama membantu kita memahami spesifikasi dan literatur produk.
Karakteristik Utama
Elektronik Terpadu
- Penguat mikroelektronik terpasang di dalam rumah sensor
- Mengubah muatan impedansi tinggi menjadi tegangan impedansi rendah
- Biasanya menggunakan penguat FET atau IC
- Didukung oleh arus konstan dari instrumen pengukuran
Format Keluaran
- Sensitivitas: Biasanya 10-1000 mV/g
- Umum: Standar industri 100 mV/g
- Jenis Sinyal: Tegangan AC sebanding dengan percepatan
- Impedansi: Rendah (Impedansi keluaran < 100 ohm)
Persyaratan Daya
- Arus Konstan: 2-20 mA tipikal (4 mA umum)
- Tegangan Suplai: Tegangan 18-30 VDC
- Tegangan Bias: 8-12 VDC pada keluaran
- Dua Kawat: Daya dan sinyal pada kabel yang sama
Keuntungan
Kesederhanaan Sistem
- Tidak ada eksternal penguat muatan diperlukan
- Koneksi langsung ke instrumen
- Biaya sistem total yang lebih rendah
- Mengurangi kompleksitas dan titik kegagalan
Kemampuan Kabel
- Penggerak impedansi rendah membutuhkan kabel panjang (hingga 300m)
- Kabel koaksial standar yang murah
- Kekebalan kebisingan yang baik
- Instalasi fleksibel
Kemudahan Penggunaan
- Operasi plug-and-play yang sederhana
- Pengaturan minimal yang diperlukan
- Antarmuka standar
- Sangat kompatibel dengan instrumen
Perbandingan dengan Mode Pengisian Daya
Keunggulan Mode Tegangan (IEPE).
- Sistem yang lebih sederhana (tanpa penguat eksternal)
- Biaya lebih rendah
- Kemampuan kabel panjang
- Kekebalan kebisingan yang lebih baik
- Lebih mudah digunakan
Keunggulan Mode Pengisian Daya
- Kemampuan suhu yang lebih tinggi (hingga 650°C vs. 175°C)
- Kekerasan radiasi (aplikasi nuklir)
- Tidak ada elektronik aktif yang gagal
- Hanya untuk aplikasi khusus
Pilihan
- Mode Tegangan: 95%+ aplikasi industri
- Mode Pengisian Daya: Hanya bila suhu > 175°C atau terdapat radiasi
Spesifikasi Umum
Opsi Sensitivitas
- 10 mV/gram: Getaran tinggi, guncangan (kisaran ±500g)
- 50 mV/gram: Tujuan umum (kisaran ±100g)
- 100 mV/gram: Standar industri (kisaran ±50g)
- 500-1000 mV/gram: Getaran rendah, presisi (kisaran ±5-10g)
Respons Frekuensi
- Frekuensi rendah: 0,5-5 Hz (-3 dB, AC digabungkan)
- Frekuensi tinggi: hingga resonansi (10-70 kHz tergantung ukuran)
- Dapat digunakan hingga frekuensi resonansi 1/3
Peringkat Suhu
- Standar: -50 hingga +120°C
- Diperpanjang: -50 hingga +150°C
- Suhu Tinggi: -50 hingga +175°C
- Di atas 175°C: diperlukan mode pengisian daya
Varian dan Teknologi
Variasi Desain
- IEPE mode kompresi (paling umum, ekonomis)
- Mode geser IEPE (premium, kinerja lebih baik)
- Output diferensial (penolakan mode umum yang lebih baik)
- Kebisingan rendah (tingkat kebisingan sangat rendah untuk presisi)
Jenis Paket
- Industri (kedap udara, kokoh)
- Miniatur (ukuran kecil untuk aplikasi dengan ruang terbatas)
- Triaksial (tiga sumbu ortogonal dalam satu paket)
- Subminiatur (< 10 gram)
Klarifikasi Terminologi
Istilah Setara
- Mode Tegangan: Deskripsi umum
- IEPE: Elektronik Terintegrasi Piezo-Elektrik (istilah standar)
- ICP®: Sirkuit Terpadu Piezoelektrik (merek dagang PCB Piezotronics)
- CCLD: Penggerak Jalur Arus Konstan (istilah Bruel & Kjær)
- Deltatron: Nama merek Brüel & Kjær
- Semua: Teknologi yang pada dasarnya sama dengan elektronik terintegrasi dan daya arus konstan
Praktik Terbaik
Pilihan
- Sensitivitas 100 mV/g untuk mesin umum
- Perumahan kelas industri untuk lingkungan yang keras
- Peringkat suhu yang sesuai untuk aplikasi
- Disegel secara kedap udara untuk lingkungan yang terkontaminasi
Instalasi
- Dudukan stud untuk pengukuran frekuensi tinggi
- Perekat untuk instalasi semi permanen
- Magnetik untuk survei rute
- Sesuai pemasangan penting untuk kinerja
Pemeliharaan
- Berkala kalibrasi (tahunan untuk kritis)
- Inspeksi kabel
- Verifikasi pemasangan
- Pemeriksaan fungsi sebelum pengukuran kritis
Akselerometer mode tegangan (IEPE/ICP) merupakan sensor andalan pemantauan getaran industri modern, yang menggabungkan keunggulan transduksi piezoelektrik dengan elektronik terintegrasi untuk kesederhanaan dan keandalan. Dominasi mereka di bidang ini mencerminkan keseimbangan optimal antara kinerja, biaya, dan kemudahan penggunaan untuk sebagian besar aplikasi pemantauan kondisi dan diagnostik mesin putar.