Įtampos režimo akselerometrų supratimas
Apibrėžimas: Kas yra įtampos režimo akselerometras?
Įtampos režimo akselerometras yra pjezoelektrinis akselerometras su įmontuota signalo apdorojimo elektronika, kuri konvertuoja didelės varžos krūvį iš pjezoelektrinio elemento į mažos varžos įtampos išėjimą. Šis terminas iš esmės yra sinonimas IEPE akselerometras (Integruotos elektronikos pjezoelektriniai) ir ICP® (Integruotos grandinės pjezoelektriniai, “PCB Piezotronics” prekės ženklas). Žymė „įtampos režimo“ pabrėžia, kad išvestis yra įtampa (paprastai mV / g), o ne krūvis (pC / g), ir tai skiria jį nuo krūvio režimo akselerometrų.
Įtampos režimo akselerometrai tapo pagrindiniu pramonės standartu. vibracija stebėjimas, apimantis daugiau nei 95% taikymų dėl savo paprastumo (nereikia išorinio stiprintuvo), naudojimo paprastumo (paprastas dviejų laidų prijungimas) ir ekonomiškumo. Supratimas, kad įtampos režimas, IEPE ir ICP iš esmės reiškia tą pačią technologiją, padeda orientuotis produktų specifikacijose ir literatūroje.
Pagrindinės charakteristikos
Integruota elektronika
- Mikroelektroninis stiprintuvas, įmontuotas jutiklio korpuse
- Konvertuoja didelės varžos įtampą į mažos varžos įtampą
- Paprastai naudojamas lauko tranzistorius arba integrinės grandinės stiprintuvas
- Maitinamas nuolatine srove iš matavimo prietaiso
Išvesties formatas
- Jautrumas: Paprastai 10–1000 mV/g
- Dažnas: 100 mV/g pramonės standartas
- Signalo tipas: Kintamoji įtampa proporcinga pagreičiui
- Varža: Žemas (< 100 omų išėjimo varža)
Maitinimo reikalavimai
- Nuolatinė srovė: 2–20 mA tipinė (4 mA įprasta)
- Maitinimo įtampa: 18–30 V nuolatinė srovė
- Įtampos poslinkis: 8–12 VDC išėjime
- Dviejų laidų: Maitinimas ir signalas tame pačiame kabelyje
Privalumai
Sistemos paprastumas
- Nėra išorinio įkrovimo stiprintuvas privaloma
- Tiesioginis prijungimas prie instrumento
- Mažesnės bendros sistemos išlaidos
- Sumažintas sudėtingumas ir gedimų taškai
Kabelio galimybės
- Maža varža jungia ilgus kabelius (iki 300 m)
- Standartinis nebrangus koaksialinis kabelis
- Geras atsparumas triukšmui
- Lankstus montavimas
Naudojimo paprastumas
- Paprastas „plug-and-play“ valdymas
- Reikalinga minimali sąranka
- Standartizuota sąsaja
- Plačiai suderinamas su instrumentais
Palyginimas su įkrovimo režimu
Įtampos režimo (IEPE) pranašumai
- Paprastesnė sistema (be išorinio stiprintuvo)
- Mažesnė kaina
- Ilgo kabelio galimybė
- Geresnis atsparumas triukšmui
- Lengviau naudoti
Įkrovimo režimo privalumai
- Didesnė temperatūros palaikymo galia (iki 650 °C, palyginti su 175 °C)
- Radiacinis kietumas (branduolinės energetikos reikmėms)
- Nėra aktyvios elektronikos, kuri galėtų sugesti
- Tik specializuotos programos
Pasirinkimas
- Įtampos režimas: 95%+ pramoninių pritaikymų
- Įkrovimo režimas: Tik esant temperatūrai > 175 °C arba esant spinduliuotei
Bendrosios specifikacijos
Jautrumo parinktys
- 10 mV/g: Didelė vibracija, smūgiai (±500 g diapazonas)
- 50 mV/g: Bendros paskirties (±100 g diapazonas)
- 100 mV/g: Pramonės standartas (±50 g diapazonas)
- 500–1000 mV/g: Maža vibracija, tikslumas (±5–10 g diapazonas)
Dažnio atsakas
- Žemas dažnis: 0,5–5 Hz (-3 dB, AC sujungtas)
- Aukštas dažnis: iki rezonanso (10–70 kHz, priklausomai nuo dydžio)
- Naudojamas iki 1/3 rezonansinio dažnio
Temperatūros įvertinimas
- Standartinis: Nuo -50 iki +120 °C
- Išplėstinis: Nuo -50 iki +150 °C
- Aukšta temperatūra: Nuo -50 iki +175 °C
- Virš 175 °C: reikalingas įkrovimo režimas
Variantai ir technologijos
Dizaino variantai
- Suspaudimo režimas IEPE (labiausiai paplitęs, ekonomiškas)
- Šlyties režimas IEPE (premium, geresnis našumas)
- Diferencialinė išvestis (geresnis bendrojo režimo slopinimas)
- Mažas triukšmo lygis (itin žemas triukšmo lygis tikslumui)
Pakuočių tipai
- Pramoninis (hermetiškai uždarytas, tvirtas)
- Miniatiūrinis (mažas dydis, skirtas naudoti ribotoje erdvėje)
- Triašė (trys statmenos ašys viename korpuse)
- Subminiatiūra (< 10 gramų)
Terminologijos paaiškinimas
Lygiaverčiai terminai
- Įtampos režimas: Bendrinis deskriptorius
- IEPE: Integruota elektronika, pjezoelektrinė (standartinis terminas)
- ICP®: Integrinis pjezoelektrinis grandynas (PCB „Piezotronics“ prekės ženklas)
- CCLD: Pastovios srovės linijos važiavimas (Brüel ir Kjær terminas)
- Deltatronas: „Brüel & Kjær“ prekės ženklas
- Visi: Iš esmės ta pati technologija su integruota elektronika ir nuolatine srove
Geriausia praktika
Pasirinkimas
- 100 mV/g jautrumas bendrosios paskirties mechanizmams
- Pramoninės klasės korpusas atšiaurioms aplinkoms
- Tinkama temperatūros klasė naudojimui
- Hermetiškai užsandarintas užterštai aplinkai
Įrengimas
- Smeigės tvirtinimas aukšto dažnio matavimams
- Klijai pusiau nuolatiniam montavimui
- Magnetinis maršrutų tyrimams
- Tinkamas montavimas labai svarbus našumui
Priežiūra
- Periodinis kalibravimas (kasmet kritiniams atvejams)
- Kabelių apžiūra
- Montavimo patikrinimas
- Funkcijų patikrinimai prieš svarbius matavimus
Įtampos režimo akselerometrai (IEPE/ICP) yra šiuolaikinės pramoninės vibracijos stebėjimo pagrindiniai jutikliai, derinantys pjezoelektrinio perdavimo ir integruotos elektronikos privalumus, kad būtų paprasčiau ir patikimiau. Jų dominavimas šioje srityje atspindi optimalų našumo, kainos ir naudojimo paprastumo balansą daugumai besisukančių mašinų būklės stebėjimo ir diagnostikos taikymų.