Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #017
Kalkulator czułości czujnika drgań
Oblicz napięcie sygnału wyjściowego czujnika na podstawie czułości i poziomu drgań. Określ zakres dynamiczny i maksymalną mierzalną amplitudę dla akcelerometrów i czujników prędkości IEPE.
Wyniki
Napięcie sygnału wyjściowego
Maksymalny mierzalny poziom
Typowe rodzaje czujników
| Typ | Typowa czułość | Zakres | Zakres częstotliwości |
|---|---|---|---|
| Standardowy akcelerometr IEPE | 100 mV/g | ±50 g | 0,5–10 kHz |
| Akcelerometr niskoczęstotliwościowy | 500–1000 mV/g | ±5 g | 0,1–1 kHz |
| Akcelerometr udarowy | 1–10 mV/g | ±500–5000 g | 1–20 kHz |
| Czujnik prędkości | 4–20 mV/(mm/s) | 0,1–100 mm/s | 1–1 kHz |
Biorąc pod uwagę: Czułość = 100 mV/g, Wibracje = 5 g pk, Maksymalne wyjście = 5 V pk
Vna zewnątrz = 100 × 5 / 1000 = 0,500 V szczytowe
Maksymalny poziom = 5000 / 100 = 50 g szczytowe
Wyjście = 0,5 / 5 × 100 = 10% pełnej skali
⚠️ Uwaga: Przekroczenie maksymalnego napięcia wyjściowego powoduje obcięcie sygnału, co powoduje zniekształcenia. Zawsze sprawdzaj, czy oczekiwany poziom drgań mieści się w zakresie czujnika.
Czułość czujnika to stosunek sygnału wyjściowego (elektrycznego) do wielkości wejściowej (mechanicznej). Dla akcelerometrów wyraża się ją zazwyczaj w mV/g. Wyższa czułość oznacza silniejszy sygnał wyjściowy przy tym samym poziomie drgań, ale mniejszy maksymalny zakres pomiarowy.
Czułość należy dobrać do spodziewanych poziomów drgań oraz zakresu wejściowego przetwornika DAQ. Wysoka czułość (500 mV/g) sprawdza się przy niskich poziomach drgań; niska czułość (10 mV/g) w pomiarach udarowych i wysokich przyspieszeń (high-g). Napięcie wyjściowe musi pozostawać poniżej wartości maksymalnej, aby uniknąć przesterowania (obcinania sygnału).
Zakres dynamiki = maksymalny sygnał / poziom szumów własnych, wyrażony w dB. Dla czujników IEPE o maksymalnym sygnale wyjściowym ±5V i szumie ~1 mV zakres dynamiki DR ≈ 74 dB. Wyższe napięcie zasilania oraz niższy poziom szumów zwiększają zakres dynamiki.
Czujniki IEPE wymagają zasilania stałoprądowego (2–20 mA) przy napięciu polaryzacji DC 18–30V. Zmienny sygnał drgań (AC) jest nałożony na składową stałą (DC bias). ICP® to zastrzeżony znak towarowy firmy PCB Piezotronics dla technologii IEPE.
Tak. Czułość czujnika ulega dryftowi wskutek starzenia, temperatury, uszkodzeń kabli oraz udarów mechanicznych. Zaleca się coroczną kalibrację (wzorcowanie). Typowy dryft dla wysokiej jakości czujników wynosi <1%/rok.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne czujniki i analizatory drgań do pomiarów terenowych. Kompatybilne ze standardowymi czujnikami IEPE. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
