圧電加速度計とは？振動センサー・ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 圧電加速度計とは？振動センサー・ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

圧電加速度計とは？振動センサー

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圧電加速度計の理解

定義: 圧電加速度計とは何ですか?

圧電加速度計 は 振動 圧電効果（特定の結晶が機械的応力を受けると電荷を発生する効果）を利用して、機械的な応力を電気エネルギーに変換するセンサーです。 加速度 振動振幅に比例した電気信号に変換されます。センサーが加速度を受けると、内部の質量（振動質量）が圧電結晶素子を圧縮または伸長させ、電荷または電圧を発生させます。この電荷または電圧は調整され、測定信号として出力されます。.

圧電加速度計は、広い周波数範囲（0.5Hz～50kHz以上）、高感度、堅牢性、自己発電性（センシング素子自体に外部電源を必要としない）により、産業用途で最も広く使用されている振動センサーです。現代の振動センサーの基礎を形成しています。 振動解析 および状態監視プログラム。.

圧電効果

物理原理

  • 特定の結晶（石英、トルマリン）とセラミック（PZT、チタン酸バリウム）は圧電性がある。
  • 機械的ストレスは結晶表面に電荷を発生させる
  • 加えられた力に比例した電荷
  • 可逆効果（電圧を加えると変形する）
  • 自己発電（充電に電力は不要）

加速度計

  1. 振動によりセンサーベースとハウジングが加速する
  2. 内部地震質量は力を受ける（F = m × a）
  3. 力は圧電結晶を圧縮する
  4. 結晶は力（つまり加速度）に比例した電荷を生成する
  5. 電極に集められた電荷が測定可能な信号に変換される

圧電加速度計の種類

内部設計による

圧縮タイプ

  • 最も一般的なデザイン
  • 塊と底の間に圧縮された結晶
  • 頑丈で広い温度範囲
  • 過酷な環境にも適しています

せん断タイプ

  • 質量運動によって剪断された結晶
  • 優れたベース歪み絶縁
  • 低周波応答の向上
  • 温度変化の影響を受けにくい
  • プレミアムパフォーマンス

曲げタイプ

  • 曲げられた構成の結晶
  • 高感度が可能
  • 工業用途ではあまり一般的ではない

電子機器の種類別

充電モード

  • 出力は電荷（ピコクーロン）
  • 外部チャージアンプが必要
  • 極限温度対応能力（最大650℃）
  • 高インピーダンス出力（ケーブルに敏感）
  • 特殊なアプリケーション

IEPE/ICP（電圧モード）

  • 内蔵の電子機器が電荷を電圧に変換する
  • IEPE 業界標準です
  • 低インピーダンス出力
  • シンプルな接続
  • 95%+の産業用アプリケーション

性能仕様

感度

  • 単位加速度あたりの出力（mV/g、pC/g）
  • 標準: IEPEの場合10～100 mV/g、充電モードの場合1～100 pC/g
  • 感度が高い = 解像度は高いが範囲は狭い
  • 予想される振動レベルに基づく選択

周波数範囲

  • 低周波: 電子機器に応じて0.5～5 Hz
  • 高周波： 5～50 kHzの共振
  • 使用可能範囲: 通常、共振周波数の1/3まで
  • マウントの影響: 取り付け方法により高周波応答が制限される

振幅範囲

  • 汎用: ±50g～±500g
  • 高感度: ±5g～±50g
  • 衝撃センサー: ±500g～±10,000g
  • 範囲を超えてはならない（クリッピング、ダメージ）

選考基準

一般的な機械監視用

  • 100 mV/g IEPE加速度計
  • ±50gの範囲
  • 周波数範囲 1 Hz – 10 kHz
  • 工業用温度定格（-40～+120°C）
  • 密閉された

ベアリング欠陥検出用

  • より高い周波数応答（20kHz以上）
  • 中程度の感度（10～50 mV/g）
  • 広いダイナミックレンジ
  • 最高の高周波結合を実現するスタッドマウント

高温用途向け

  • 高温IEPE（175°Cまで）または充電モード（650°Cまで）
  • 特殊な取り付けと配線
  • 温度性能のためにパフォーマンスが多少犠牲になる場合があります

取り付けと設置

パフォーマンスへの影響の増加

  • スタッドマウント: 最高（10kHz以上までフラット）
  • 接着剤： 良好（7～8 kHzまでフラット）
  • 磁気: 許容範囲（2～3 kHzまでフラット）
  • プローブ/ハンドヘルド: 悪い（低頻度に限定、定性的）

インストール要件

  • 清潔で平らな取り付け面
  • スタッド取り付けの適切なトルク
  • 薄く均一な接着層
  • マグネットベースが完全に固定された状態
  • ケーブルが引っ張られないように固定されている

圧電加速度計、特にIEPE型は、産業用振動監視の基盤となっています。広い周波数応答、高感度、堅牢性、そして（IEPE型の場合）シンプルさを兼ね備えているため、世界中のほとんどの回転機械アプリケーションにおいて、状態監視、診断、バランス調整に最適なセンサーとなっています。.

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