Înțelegerea sensibilității senzorilor
Definiție: Ce este sensibilitatea?
Sensibilitate este raportul dintre semnalul de ieșire al unui senzor și mărimea fizică de intrare măsurată, reprezentând amplificarea sau factorul de conversie al senzorului. Pentru vibrații senzori, sensibilitatea definește câtă energie electrică de ieșire (tensiune sau sarcină) este produsă pe unitatea de vibrație (accelerație, viteză sau deplasareO sensibilitate mai mare înseamnă un semnal de ieșire mai mare pentru un nivel dat de vibrații, oferind o rezoluție și un raport semnal-zgomot mai buni, dar limitând intervalul maxim de măsurare înainte ca ieșirea senzorului să se sature.
Sensibilitatea este specificația fundamentală care trebuie cunoscută pentru a converti tensiunea de ieșire a senzorului în unități de vibrație semnificative. Aceasta este determinată în timpul fabricației. calibrare, documentate în certificatele de calibrare și utilizate în toate calculele de vibrații. Înțelegerea compromisurilor de sensibilitate permite selectarea corectă a senzorilor pentru cerințe specifice de măsurare.
Unități de sensibilitate după tipul de senzor
Accelerometre
Mod IEPE/tensiune
- Unități: mV/g (milivolți pe g de accelerație)
- Valori tipice: 10-1000 mV/g
- Standard: 100 mV/g cel mai frecvent
- Sensibilitate ridicată: 500-1000 mV/g (aplicații cu vibrații reduse)
- Sensibilitate scăzută: 10-50 mV/g (aplicații cu vibrații și șocuri puternice)
Mod de încărcare
- Unități: pC/g (picocoulombi pe g)
- Valori tipice: 1-1000 pC/g
- Scop general: 10-50 pC/g comun
Senzori de viteză
- Unități: mV pe in/s sau mV pe mm/s
- Tipic: 100 mV/in/s sau ~4000 mV/mm/s
- Unități alternative: V pe m/s
Sonde de deplasare
- Unități: mV/mil sau V/mm
- Tipic: 200 mV/mil sau 7,87 V/mm (sonde cu curenți turbionari)
- Calibrat: Pentru material țintă specific și interval de interstiții
Compromisuri de sensibilitate
Sensibilitate ridicată (100-1000 mV/g)
Avantaje
- Semnal de ieșire mare pentru vibrații reduse
- Rezoluție mai bună (poate detecta mici modificări)
- Raport semnal-zgomot mai bun
- Bun pentru utilaje cu vibrații reduse
Dezavantaje
- Gamă dinamică limitată (saturează la vibrații mai mici)
- Interval tipic: ±5g până la ±50g
- Nu este potrivit pentru aplicații cu vibrații sau șocuri puternice
Sensibilitate redusă (10-50 mV/g)
Avantaje
- Gamă dinamică largă
- Poate măsura vibrații ridicate (±100g până la ±10.000g)
- Potrivit pentru șocuri și impacturi
- Nu se saturează în condiții de vibrații puternice
Dezavantaje
- Putere mai mică pentru vibrații reduse
- Raport semnal-zgomot mai mic
- Rezoluție redusă
- Este posibil să rateze mici modificări ale vibrațiilor
Selecția sensibilității
Pe baza aplicației
Vibrații reduse (< 5 mm/s)
- Folosiți sensibilitate ridicată (100-500 mV/g)
- Mașini de precizie, echipamente de viteză redusă
- Necesită o rezoluție bună pentru schimbările mici
Vibrații moderate (5-20 mm/s)
- Sensibilitate standard (50-100 mV/g)
- Mașini industriale generale
- Cea mai comună gamă de aplicații
Vibrații ridicate (> 20 mm/s)
- Sensibilitate scăzută (10-50 mV/g)
- Prevenirea saturației
- Concasoare, mori, echipamente cu dezechilibru ridicat
Șoc și impact
- Sensibilitate foarte scăzută (1-10 mV/g)
- Măsurați până la ±1000 g sau mai mult
- Testarea la impact, testarea la avarie
Efect asupra măsurătorilor
Nivelul semnalului
- Sensibilitate mai mare → tensiune de semnal mai mare
- Utilizează mai bine intervalul de intrare al instrumentului
- Rezoluție îmbunătățită
- Dar limitează vibrațiile maxime măsurabile
Interval dinamic
- Interval de la nivelul de zgomot până la saturație
- Sensibilitate ridicată: gamă îngustă (bună pentru semnale mici)
- Sensibilitate redusă: gamă largă (bună pentru semnale variabile)
- Compromisul dintre rezoluție și interval
Performanță zgomotoasă
- Zgomot inerent al senzorului (zgomot electric în electronică)
- Sensibilitate mai mare = raport semnal-zgomot mai bun pentru vibrații reduse
- Zgomotul devine mai semnificativ cu o sensibilitate mai mică
Calibrare și verificare
Calibrare din fabrică
- Senzori noi calibrați în fabrică
- Sensibilitate marcată pe senzor sau certificat
- Toleranță tipică ±5-10%
- Ar trebui verificat înainte de utilizarea critică
Recalibrare periodică
- Sensibilitatea poate varia în timp
- Recalibrare anuală sau conform programului
- Sensibilitate actualizată din certificatul de calibrare
- Introduceți în instrument sau aplicați corecții
Verificare pe teren
- Calibratorul portabil oferă vibrații cunoscute
- Verificați dacă ieșirea senzorului corespunde cu cea așteptată (sensibilitate × intrare)
- Verificare rapidă înainte de măsurătorile critice
Specificații conexe
Interval de măsurare
- Senzorul de vibrații maxim pe care îl poate măsura
- Invers proporțional cu sensibilitatea
- Exemplu: 100 mV/g cu ieșire ±5V → interval ±50g
Rezoluţie
- Cea mai mică modificare detectabilă a vibrațiilor
- Limitat de zgomot și digitalizare
- Sensibilitate mai mare, în general rezoluție mai bună
Liniaritate
- Cum rămâne constantă sensibilitatea pe întregul interval de măsurare
- Senzori buni: < 1% abatere de la liniar
- Specificată ca eroare la scară completă %
Considerații practice
Potrivirea intrării instrumentului
- Intervalul de intrare al instrumentului trebuie să corespundă cu ieșirea senzorului
- Exemplu: senzor 100 mV/g × 50g vibrație = ieșire 5V (trebuie să se potrivească în instrument la intrarea ±5V)
- Câștigurile de intrare reglabile se adaptează la diferite sensibilități
Senzori multipli
- Utilizarea senzorilor cu sensibilități diferite într-un singur program
- Trebuie să configurați instrumentul pentru fiecare senzor
- Eroare dacă sensibilitatea introdusă greșit
- Standardizarea pe o singură sensibilitate simplifică operațiunile
Sensibilitatea senzorului este o specificație fundamentală care definește conversia dintre vibrațiile fizice și semnalul electric. Înțelegerea unităților de sensibilitate, a criteriilor de selecție bazate pe nivelurile de vibrații așteptate și a introducerii corecte a sensibilității în instrumentele de măsurare este esențială pentru măsurători precise ale vibrațiilor, selectarea adecvată a senzorilor și evitarea erorilor de măsurare cauzate de nepotriviri de sensibilitate sau saturație.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 