Czym jest czułość czujnika?

Czułość czujnika to stosunek sygnału wyjściowego do sygnału wejściowego. W przypadku akcelerometrów jest ona zazwyczaj wyrażana w mV/g (np. 100 mV/g). W przypadku czujników prędkości jest to mV/(mm/s) lub mV/(in/s). Wyższa czułość oznacza większy sygnał wyjściowy przy tym samym poziomie drgań.

Jak wybrać odpowiednią czułość?

Wyższa czułość (np. 500 mV/g) zapewnia lepszy stosunek sygnału do szumu dla drgań o niskim poziomie, ale ogranicza maksymalny mierzalny poziom. Niższa czułość (np. 10 mV/g) jest wymagana do pomiarów o wysokim g. Dopasuj czułość do oczekiwanych poziomów drgań i zakresu wejściowego DAQ.

Jaki jest zakres dynamiki czujnika?

Zakres dynamiki to stosunek maksymalnego mierzalnego sygnału do poziomu szumów, zazwyczaj wyrażony w dB. W przypadku czujników IEPE, maksymalne napięcie wyjściowe wynosi zazwyczaj ±5 V (szczyt). Zakres dynamiki = 20×log10(Vmax/Vnoise).

Czym zasilany jest czujnik IEPE (ICP)?

Czujniki IEPE (Integrated Electronics Piezo-Electric) wymagają wzbudzenia stałym prądem (zwykle 2-20 mA) przy napięciu 18-30 V DC. Sygnał drgań AC jest nałożony na napięcie DC. ICP jest znakiem towarowym firmy PCB Piezotronics dla technologii IEPE.

Czy mogę użyć dzielnika napięcia, aby dopasować wyjście czujnika do mojego DAQ?

Tak, ale zmniejsza to stosunek sygnału do szumu. Lepsze rozwiązania: użyj czujnika o odpowiedniej czułości, dostosuj zakres wejściowy DAQ lub użyj kondycjonera sygnału z programowalnym wzmocnieniem.

Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #017

Kalkulator czułości czujnika wibracji

Oblicz napięcie sygnału wyjściowego czujnika na podstawie czułości i poziomu drgań. Określ zakres dynamiczny i maksymalną mierzalną amplitudę dla akcelerometrów i czujników prędkości IEPE.

AkcelerometrCzujnik prędkościmV/g · mV/(mm/s)

Wyniki

Napięcie sygnału wyjściowego

—

Maksymalny mierzalny poziom

—

Wyjście jako % pełnej skali

—

Zakres dynamiczny

—

Poziom sygnału (dBV)

—

Napięcie sygnału wyjściowego

Maksymalny mierzalny poziom

Typowe typy czujników

Typ	Typowa wrażliwość	Zakres	Zakres częstotliwości
Ogólne przyspieszenie IEPE	100 mV/g	±50 gramów	0,5–10 kHz
Przyspieszenie o niskiej częstotliwości	500-1000 mV/g	±5 g	0,1–1 kHz
Przyspieszenie szokowe	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

Przykład — standardowy akcelerometr

Biorąc pod uwagę: Czułość = 100 mV/g, Wibracje = 5 g pk, Maksymalne wyjście = 5 V pk

V_{na zewnątrz} = 100 × 5 / 1000 = 0,500 V szczyt

Maksymalny poziom = 5000 / 100 = szczyt 50 g

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.