Jutiklio jautrumo supratimas
Jautrumas tai jutiklio išėjimo signalo ir jo matuojamo įvesties fizikinio dydžio santykis - iš esmės jo stiprinimas arba konversijos koeficientas. . vibracija jautrumas apibrėžia, kiek elektros išėjimo (įtampos arba krūvio) yra sukuriama per vieną vibracijos vienetą, nepriklausomai nuo to, ar ta vibracija išreikšta kaip pagreitis, greitis arba poslinkis. Didesnis jautrumas suteikia didesnį išėjimo signalą tam tikram vibracijos lygiui, todėl pagerėja skiriamoji geba ir signalo bei triukšmo santykis, tačiau taip pat apribojama didžiausia vibracija, kurią galima išmatuoti, kol jutiklio išėjimo signalas bus prisotintas. Jautrumas yra pagrindinė specifikacija, kurią reikia žinoti, norint paversti neapdorotą jutiklio įtampą prasmingais inžineriniais vienetais. Jis nustatomas gamybos metu kalibravimas, įrašytas į kalibravimo sertifikatas, ir naudojamas kiekviename tolesniame vibracijos skaičiavime.
Vienas paaiškinimas iš pradžių: šis straipsnis yra apie jutiklis jautrumas - keitiklio išėjimo ir įėjimo galia. Jo nereikėtų painioti su balansuojantis jautrumas, kuri apibūdina, kiek pasikeičia balansavimo mašinos rodmenys per rotoriaus disbalanso vienetą - tai susijusi idėja, tačiau skiriasi matavimas.
1. Jautrumo vienetai pagal jutiklio tipą
Akselerometrai
Svetainė akselerometras yra pagrindinis vibracijos matavimo įrankis, o jo jautrumas nurodomas skirtingai, priklausomai nuo signalo kondicionavimo tipo.
- IEPE / įtampos režimas: išreikštas mV/g (milivoltai vienam g pagreičio); tipinės vertės 10-1000 mV/g, o 100 mV/g labiausiai paplitusi bendrosios paskirties figūra. Didelio jautrumo 500-1000 mV/g vienetai tinka darbui esant mažai vibracijai, o mažo jautrumo 10-50 mV/g vienetai - esant didelei vibracijai ir smūgiams.
- Įkrovimo režimas: išreikštas pC/g (pikokuliombos viename g); tipinės vertės 1-1000 pC/g, o 10-50 pC/g yra įprastos bendrosios paskirties prietaisams.
Greičio jutikliai ir poslinkio davikliai
- Greičio jutikliai: mV per in/s arba mV per mm/s - paprastai 100 mV/in/s, tai atitinka maždaug 4000 mV/mm/s; kartais nurodoma kaip V per m/s.
- Išstūmimo zondai: mV/mil arba V/mm - paprastai 200 mV/mil arba 7,87 V/mm sūkurinių srovių jutikliai, ir visada kalibruojamas konkrečiai tikslinei medžiagai ir tarpų intervalui.
2. Jautrumo kompromisai
Pagrindinė jutiklio pasirinkimo įtampa yra ta, kad jautrumas ir matavimo diapazonas veikia priešingomis kryptimis.
Didelis jautrumas (100-1000 mV/g)
- Privalumai: didelė išėjimo galia esant mažai vibracijai, geresnė skiriamoji geba mažiems pokyčiams aptikti, geresnis signalo ir triukšmo santykis ir idealus veikimas žemos vibracijos mašinose.
- Trūkumai: ribotas dinaminis diapazonas kuris pasisotina esant mažesnei vibracijai (tipinis diapazonas nuo ±5g iki ±50g), todėl jis netinka darbui, susijusiam su didele vibracija ar smūgiais.
Mažas jautrumas (10-50 mV/g)
- Privalumai: platus dinaminis diapazonas, kuriuo galima matuoti didelę vibraciją (nuo ±100 g iki ±10 000 g), tinkamumas smūgiams ir smūgiams, be to, smurto sąlygomis nėra prisotinimo.
- Trūkumai: mažesnė išvestis esant mažoms vibracijoms, prastesnis signalo ir triukšmo santykis, mažesnė skiriamoji geba ir rizika nepastebėti mažų pokyčių.
3. Jautrumo parinkimas pagal programą
Praktiška taisyklė - suderinti jutiklį su tikėtinu vibracijos lygiu, kad signalas patogiai užpildytų prietaiso įvesties diapazoną be apkarpymų.
- Maža vibracija (< 5 mm/s): didelis jautrumas (100-500 mV/g), skirtas tiksliosioms ir mažo greičio mašinoms, kai svarbu gerai atskirti mažus pokyčius.
- Vidutinė vibracija (5-20 mm/s): standartinis jautrumas (50-100 mV/g) bendroms pramonės mašinoms - labiausiai paplitęs diapazonas.
- Didelė vibracija (> 20 mm/s): mažas jautrumas (10-50 mV/g), kad būtų išvengta trupintuvų, malūnų ir didelio disbalanso įrangos prisotinimo.
- Smūgis ir poveikis: labai mažas jautrumas (1-10 mV/g), kad būtų galima pasiekti ±1000g ar daugiau, atliekant smūgių ir avarijų bandymus.
4. Poveikis matavimams
Signalo lygis, dinaminis diapazonas ir triukšmas
- Signalo lygis: didesnis jautrumas suteikia didesnę signalo įtampą, kuri geriau užpildo prietaiso įvesties diapazoną ir pagerina skiriamąją gebą, tačiau riboja didžiausią išmatuojamą vibraciją.
- Dinaminis diapazonas: diapazonas nuo triukšmo dugno iki soties; didelis jautrumas suteikia siaurą diapazoną (tinka mažiems signalams), mažas jautrumas - platų diapazoną (tinka kintamiems signalams) - tai tiesioginis kompromisas tarp skiriamosios gebos ir diapazono.
- Triukšmingumas: Kiekvienam jutikliui būdingas elektrinis triukšmo lygis; didesnis jautrumas užtikrina geresnį signalo ir triukšmo santykį esant mažai vibracijai, o mažėjant jautrumui triukšmas proporcingai didėja.
Praktinis patikrinimas: 100 mV/g jutiklis, veikiamas 50 g vibracijos, duoda 5 V išėjimo signalą. Jei prietaiso įvesties vertė yra ±5 V, jutiklis yra suderintas iki 50 g ribos - bet kas, kas viršija šią ribą, yra suspaudžiama.
5. Kalibravimas ir tikrinimas
Jautrumas naudingas tik tada, kai jis yra tikslus ir aktualus, todėl jis tikrinamas trimis jutiklio gyvavimo etapais.
- Gamyklinis kalibravimas: nauji jutikliai kalibruojami gamykloje, o jautrumas pažymimas ant korpuso arba sertifikate, paprastai su ±5-10% paklaida; patikrinkite jį prieš bet kokį svarbų naudojimą.
- Periodinis pakartotinis kalibravimas: jautrumas laikui bėgant gali nukrypti, todėl kasmet arba pagal grafiką atlikite pakartotinį kalibravimą, paimkite atnaujintą vertę iš naujo sertifikato ir įveskite ją į prietaisą arba pritaikykite pataisą.
- Patikrinimas lauke: rankinis kalibratorius taiko žinomą etaloninę vibraciją, kad galėtumėte įsitikinti, jog išvestis atitinka tikėtiną vertę (jautrumas × įvestis) - tai greitas patikrinimas prieš svarbius matavimus.
Tai skiriasi nuo nuolatinis kalibravimas rotorių balansavimo srityje, kur šis terminas reiškia balansavimo staklių saugomą, pakartotinai naudojamą kalibravimą, o ne keitiklio stiprinimą.
6. Susijusios specifikacijos
- Matavimo diapazonas: didžiausia vibracija, kurią jutiklis gali užfiksuoti, atvirkščiai proporcinga jautrumui - 100 mV/g jutiklis su ±5 V išėjimu užtikrina ±50 g diapazoną.
- Rezoliucija: mažiausias aptinkamas pokytis, kurį riboja triukšmas ir skaitmeninimas; didesnis jautrumas paprastai reiškia geresnę skiriamąją gebą.
- Linijiškumas: kaip pastovus jautrumas išlieka visame matavimo diapazone - geri jutikliai išlaiko < 1% nuokrypį nuo tiesės, kuris nurodomas kaip visos skalės paklaidos procentinė dalis.
7. Praktiniai aspektai
Priemonių įvesties derinimas ir mišrūs laivynai
- Įvesties suderinimas: prietaiso įvesties diapazonas turi atitikti jutiklio išvestį - 100 mV/g jutiklis, kai svoris 50 g, duoda 5 V, o tai turi atitikti ±5 V įvestį; reguliuojamas įvesties stiprinimas leidžia vienam prietaisui naudoti skirtingo jautrumo jutiklį.
- Keli jutikliai: vienoje programoje naudojant skirtingo jautrumo jutiklius reikia konfigūruoti prietaisą kiekvienam iš jų, o neteisingo jautrumo įvedimas yra dažnas klaidų šaltinis - vieno jautrumo standartizavimas labai supaprastina operacijas.
Nešiojamojo prietaiso jautrumo rodiklis yra būtent toks, kokio reikia programinei įrangai, kad keitiklio milivoltus paverstų amplitudės ir fazės rodmenimis, naudojamais diagnostikai ir balansavimui. Lauko analizatorius, pvz. Balanset-1A yra sukonfigūruotas atsižvelgiant į kiekvieno tiekiamo akselerometras kad jo matavimai būtų atliekami tikraisiais inžineriniais vienetais; teisingos vertės įvedimas garantuoja, kad 1× rodmenys mm/s yra pakankamai patikimi, kad būtų galima apskaičiuoti balansavimo pataisą. Jei įvestas jautrumas neatitinka sumontuoto jutiklio, kiekvienas paskesnis skaičius bus klaidingas tokiu pat santykiu. Galite patikrinti tikėtiną išvesties reikšmę tam tikram jutikliui ir vibracijai naudodami mūsų Vibracijos jutiklio jautrumo skaičiuoklė.
Jutiklio jautrumas - tai pagrindinė specifikacija, apibrėžianti fizinės vibracijos ir elektrinio signalo konversiją. Norint atlikti tikslius matavimus, parinkti patikimą jutiklį ir išvengti klaidų, atsirandančių dėl jautrumo neatitikimo ar prisotinimo, labai svarbu suprasti vienetus, parinkti vertę, atitinkančią tikėtiną vibracijos lygį, ir teisingai ją įvesti į matavimo prietaisą.
