Разумевање осетљивости сензора
Дефиниција: Шта је осетљивост?
Sensitivity је однос излазног сигнала сензора и улазне физичке величине која се мери, што представља појачање или фактор конверзије сензора. За вибрација сензори, осетљивост дефинише колико електричног излаза (напона или наелектрисања) се производи по јединици вибрације (убрзање, брзина или померање). Већа осетљивост значи већи излазни сигнал за дати ниво вибрација, пружајући бољу резолуцију и однос сигнал-шум, али ограничавајући максимални опсег мерења пре него што излаз сензора дође до засићења.
Осетљивост је основна спецификација која мора бити позната да би се излазни напон сензора претворио у смислене јединице вибрација. Одређује се током производње. калибрација, документовано на сертификатима о калибрацији и користи се у свим прорачунима вибрација. Разумевање компромиса осетљивости омогућава правилан избор сензора за специфичне захтеве мерења.
Јединице осетљивости према типу сензора
Акцелерометри
IEPE/Напонски режим
- Јединице: mV/g (миливолти по g убрзања)
- Типичне вредности: 10-1000 mV/g
- Стандардно: 100 mV/g најчешће
- Висока осетљивост: 500-1000 mV/g (примене са ниским вибрацијама)
- Ниска осетљивост: 10-50 mV/g (примене са високим вибрацијама, ударима)
Режим пуњења
- Јединице: pC/g (пикокулони по g)
- Типичне вредности: 1-1000 pC/g
- Општа намена: 10-50 pC/g уобичајено
Сензори брзине
- Јединице: mV по инчу/с или mV по мм/с
- Типично: 100 mV/in/s или ~4000 mV/mm/s
- Алтернативне јединице: V по m/s
Сонде за померање
- Јединице: mV/mil ili V/mm
- Типично: 200 mV/mil ili 7,87 V/mm (сонде са вртложним струјама)
- Калибрисано: За специфични циљни материјал и опсег зазора
Компромиси осетљивости
Висока осетљивост (100-1000 mV/g)
Предности
- Велики излазни сигнал за ниске вибрације
- Боља резолуција (може да детектује мале промене)
- Бољи однос сигнал-шум
- Добро за машине са ниским вибрацијама
Недостаци
- Ограничен динамички опсег (засићење при нижим вибрацијама)
- Типичан опсег: ±5 г до ±50 г
- Није погодно за примене са високим вибрацијама или ударима
Ниска осетљивост (10-50 mV/g)
Предности
- Широк динамички опсег
- Може да мери високе вибрације (±100g до ±10.000g)
- Погодно за ударце и шок
- Неће се заситити у условима високих вибрација
Недостаци
- Мањи излаз за мање вибрације
- Нижи однос сигнал-шум
- Смањена резолуција
- Може пропустити мале промене вибрација
Избор осетљивости
На основу апликације
Ниске вибрације (< 5 мм/с)
- Користите високу осетљивост (100-500 mV/g)
- Прецизне машине, опрема за мале брзине
- Потребна је добра резолуција за мале промене
Умерене вибрације (5-20 mm/s)
- Стандардна осетљивост (50-100 mV/g)
- Опште индустријске машине
- Најчешћи опсег примене
Висока вибрација (> 20 mm/s)
- Ниска осетљивост (10-50 mV/g)
- Спречите засићење
- Дробилице, млинови, опрема са високим дисбалансом
Шок и удар
- Веома ниска осетљивост (1-10 mV/g)
- Мерење до ±1000 г или више
- Тестирање на удар, тестирање на креш
Утицај на мерења
Ниво сигнала
- Већа осетљивост → већи напон сигнала
- Боље користи улазни опсег инструмента
- Побољшана резолуција
- Али ограничава максималне мерљиве вибрације
Динамички опсег
- Распон од нивоа шума до засићења
- Висока осетљивост: узак опсег (добро за мале сигнале)
- Ниска осетљивост: широк опсег (добро за променљиве сигнале)
- Компромис између резолуције и домета
Перформансе буке
- Сензорски шум (електрични шум у електроници)
- Већа осетљивост = бољи однос сигнал-шум за ниске вибрације
- Шум постаје значајнији са мањом осетљивошћу
Калибрација и верификација
Фабричка калибрација
- Нови сензори калибрисани у фабрици
- Осетљивост означена на сензору или сертификату
- Толеранција типично ±5-10%
- Треба проверити пре критичне употребе
Периодична рекалибрација
- Осетљивост може да се мења током времена
- Поново калибришите годишње или по распореду
- Ажурирана осетљивост из сертификата о калибрацији
- Унесите у инструмент или примените корекције
Верификација поља
- Ручни калибратор пружа познате вибрације
- Проверите да ли се излаз сензора подудара са очекиваним (осетљивост × улаз)
- Брза провера пре критичних мерења
Повезане спецификације
Опсег мерења
- Сензор максималних вибрација може да измери
- Обрнуто пропорционално осетљивости
- Пример: 100 mV/g са излазом ±5V → опсег ±50g
Резолуција
- Најмања промена вибрација која се може детектовати
- Ограничено шумом и дигитализацијом
- Већа осетљивост генерално боља резолуција
Линеарност
- Како константна осетљивост остаје у опсегу мерења
- Добри сензори: < 1% одступање од линеарног
- Наведено као грешка пуне скале %
Практична разматрања
Усклађивање улаза инструмента
- Улазни опсег инструмента мора да се подудара са излазом сензора
- Пример: сензор од 100 mV/g × вибрација од 50g = излаз од 5V (мора да одговара инструменту ±5V улаз)
- Подесиво улазно појачање прилагођава различитим осетљивостима
Вишеструки сензори
- Коришћење сензора са различитим осетљивостима у једном програму
- Мора се конфигурисати инструмент за сваки сензор
- Грешка ако је унета погрешна осетљивост
- Стандардизација на једној осетљивости поједностављује операције
Осетљивост сензора је основна спецификација која дефинише конверзију између физичких вибрација и електричног сигнала. Разумевање јединица осетљивости, критеријума за избор на основу очекиваних нивоа вибрација и правилног уноса осетљивости у мерне инструменте је неопходно за прецизна мерења вибрација, одговарајући избор сензора и избегавање грешака у мерењу услед неусклађености осетљивости или засићења.
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 