Разумевање ИЕПЕ акцелерометара
Дефиниција: Шта је IEPE акцелерометар?
IEPE акцелерометар (Интегрисана електроника пиезоелектрична, такође названа ICP®, напонски режим или акцелерометар константне струје) је пиезоелектрични акцелерометар са уграђеном електроником за кондиционирање сигнала која се напаја константном струјом (обично 2-20 mA) која се доводи кроз исти двожични кабл који преноси излазни сигнал. Унутрашња електроника претвара наелектрисање високе импедансе из пиезоелектричног кристала у излазни напон ниске импедансе, елиминишући потребу за спољним... појачавачи наелектрисања и омогућавајући употребу једноставних, јефтиних коаксијалних каблова на великим даљинама.
IEPE акцелерометри су постали индустријски стандард за индустрију вибрација праћење, користе се у преко 90% апликација због своје једноставности, поузданости и исплативости. Они су сензор по избору за праћење стања, балансирање, и решавање проблема у већини индустријских окружења.
Принцип рада
Унутрашња конструкција
- Пиезоелектрични елемент: Генерише наелектрисање пропорционално убрзање
- Уграђено појачало: ФЕТ или ИЦ појачало унутар кућишта сензора
- Конверзија импедансе: Претвара наелектрисање високе импедансе (pC) у напон ниске импедансе (mV)
- Један кабл: Двожилни кабл за напајање и сигнал
Пут напајања и сигнала
- Инструмент обезбеђује константну струју (типично 4 mA)
- Струја напаја унутрашњу електронику
- Вибрација модулира напон на истом каблу
- АЦ спрегнути излаз (вибрациони сигнал) ради на једносмерном напону преднапона
- Инструмент одваја једносмерну струју од наизменичне струје
Кључне предности
Једноставност
- Није потребно спољно појачало
- Једноставна двожична веза
- Стандардни коаксијални кабл (јефтина цена)
- Једноставна инсталација и подешавање
Могућност дугог кабла
- Излаз ниске импедансе покреће дугачке каблове
- Дужине кабла до 300 м (1000 стопа) практично
- Минимална деградација сигнала
- Нема посебних захтева за кабл
Отпорност на буку
- Ниска импеданса мање подложна електричним сметњама
- Боље одбијање EMI/RFI него режим пуњења
- Погодно за електрично бучна окружења
Исплативост
- Елиминише скупе појачиваче пуњења
- Смањује трошкове система
- Нижи трошкови инсталације
- Сензори индустријског стандарда широко доступни
Спецификације и перформансе
Типичне спецификације
- Sensitivity: 10-100 mV/g уобичајено (100 mV/g стандард)
- Фреквентни опсег: 0,5 Hz – 10 kHz (нискофреквентно искључивање од стране AC спреге)
- Measurement Range: типично од ±50 г до ±500 г
- Temperature Range: Стандардно од -50°C до +120°C; верзије за високе температуре до +175°C
- Потребна снага: 18-30 VDC, 2-20 mA константна струја
Карактеристике перформанси
- Одлична линеарност (типично < грешка 1%)
- Низак ниво буке
- Добра равност фреквентног одзива
- Стабилна калибрација током времена
Ограничења
Одзив ниске фреквенције
- AC спрегнути излаз (кондензаторски блокови DC)
- Нискофреквентни граничник је типично 0,5-2 Hz (-3 dB тачка)
- Не може се измерити истинска једносмерна енергија или веома споре промене
- Одговарајуће за већину машина (>300 обртаја у минути), али ограничење за веома мале брзине
Ограничења температуре
- Стандардни ИЕПЕ ограничен на ~120°Ц
- Верзије за високе температуре до 175°C, али скупље
- Изнад граница, електроника отказује
- Алтернатива: акцелерометри у режиму пуњења за веома високе температуре (>200°C)
Осетљивост петље уземљења
- Умерено одбијање заједничког режима
- Може бити погођен разликама у потенцијалу земље
- Правилно уземљење и изолација су важни
- Обично није проблем са правилном инсталацијом
Апликације
Праћење стања
- Прикупљање података на основу руте помоћу сакупљача података
- Перманентни системи за онлајн праћење
- Привремено праћење ради решавања проблема
- Најчешћи индустријски сензор вибрација
Balancing
- Мерења балансирања поља
- Машине за балансирање у радионици
- Мерење амплитуде и фазе
Тестирање прихватања
- Пуштање нове опреме у рад
- Верификација након поправке
- Уговорна верификација вибрација
IEPE у односу на друге типове акцелерометара
IEPE наспрам режима пуњења
- ИЕПЕ: Уграђена електроника, једноставан кабл, нижа цена, ограничена температура
- Режим пуњења: Без електронике, захтева појачало пуњења, могуће екстремне температуре
- Користите IEPE: 95% индустријске примене
- Наплата за коришћење: Екстремне температуре (>175°C), нуклеарна окружења, посебне примене
IEPE наспрам MEMS-а
- ИЕПЕ: Пиезоелектрични кристал, веће перформансе, индустријски стандард
- МЕМС: Микрообрађени силицијум, нижа цена, интегрисани системи
- Предности IEPE-а: Боља осетљивост, шири пропусни опсег, доказана поузданост
- Предности МЕМС-а: Нижа цена, мања величина, једносмерни одзив
Најбоље праксе инсталације
Методе монтаже
- Носач са клином: Најбоље перформансе, највиша фреквенција (до 10+ kHz)
- Adhesive: Добре перформансе, полутрајне (до 7-8 kHz)
- Магнетни: Практично, прихватљиво за рутинско праћење (до 2-3 kHz)
- Ручни: Само брзи скрининг, ограничена тачност и фреквентни опсег
Разматрања каблова
- Користите квалитетан коаксијални кабл
- Избегавајте оштећење кабла (гњечење, оштре кривине)
- Осигурајте кабл да бисте спречили вибрације
- Држите каблове даље од извора високог напона
- Проверите континуитет и изолацију
Верификација напајања
- Проверите да ли инструмент обезбеђује одговарајућу константну струју (типично 2-20 mA)
- Проверите напон преднапона (обично 8-12 VDC)
- Обезбедите одговарајући напон напајања (18-30 VDC)
- Тестирајте са познатим исправним сензором да бисте проверили инструмент
IEPE акцелерометри представљају оптималан баланс перформанси, једноставности и цене за индустријско праћење вибрација. Њихова интегрисана електроника, једноставно повезивање и робусне перформансе учинили су их преовлађујућим избором за праћење стања, балансирање и решавање проблема у свим индустријама, замењујући старије технологије режима пуњења и напонског излаза у већини стандардних апликација.
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 