Vad är en piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är en piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är en piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor

Publicerad av admin på

Förstå piezoelektriska accelerometrar

Definition: Vad är en piezoelektrisk accelerometer?

Piezoelektrisk accelerometer är en vibration sensor som använder den piezoelektriska effekten – där vissa kristaller genererar elektrisk laddning vid mekanisk belastning – för att omvandla mekaniska acceleration till en elektrisk signal proportionell mot vibrationsamplituden. När sensorn upplever acceleration komprimerar eller sträcker en intern massa (seismisk massa) piezoelektriska kristallelement, vilket genererar en elektrisk laddning eller spänning som betingas och matas ut som en mätsignal.

Piezoelektriska accelerometrar är de mest använda vibrationssensorerna i industriella tillämpningar på grund av deras breda frekvensområde (0,5 Hz till 50+ kHz), höga känslighet, robusthet och självgenererande natur (de kräver ingen extern strömkälla för själva sensorelementet). De utgör grunden för moderna vibrationsanalys och program för tillståndsövervakning.

Piezoelektrisk effekt

Fysisk princip

  • Vissa kristaller (kvarts, turmalin) och keramik (PZT, bariumtitanat) är piezoelektriska
  • Mekanisk stress genererar elektrisk laddning på kristallytor
  • Laddning proportionell mot applicerad kraft
  • Reversibel effekt (applicerad spänning orsakar deformation)
  • Självgenererande (ingen ström behövs för laddningsgenerering)

I accelerometern

  1. Vibrationer accelererar sensorbas och hölje
  2. Intern seismisk massa upplever kraft (F = m × a)
  3. Kraft komprimerar piezoelektrisk kristall
  4. Kristallen genererar laddning proportionell mot kraften (och därmed accelerationen)
  5. Laddning samlad på elektroder och omvandlad till mätbar signal

Typer av piezoelektriska accelerometrar

Av intern design

Kompressionstyp

  • Vanligaste designen
  • Kristall komprimerad mellan massa och bas
  • Robust, brett temperaturområde
  • Bra för tuffa miljöer

Skjuvtyp

  • Kristall klippt av massrörelse
  • Utmärkt basspänningsisolering
  • Bättre lågfrekvensrespons
  • Mindre känslig för temperaturövergångar
  • Premiumprestanda

Böjningstyp

  • Kristall i böjningskonfiguration
  • Hög känslighet möjlig
  • Mindre vanligt i industriella tillämpningar

Efter elektroniktyp

Laddningsläge

  • Utgången är laddning (pikocoulomb)
  • Kräver extern laddningsförstärkare
  • Extrem temperaturtålighet (upp till 650 °C)
  • Högohmig utgång (känslig för kabel)
  • Specialiserade applikationer

IEPE/ICP (Spänningsläge)

  • Inbyggd elektronik omvandlar laddning till spänning
  • IEPE är branschstandard
  • Lågompandibel utgång
  • Enkel anslutning
  • 95%+ av industriella applikationer

Prestandaspecifikationer

Känslighet

  • Utgång per accelerationsenhet (mV/g, pC/g)
  • Typiskt: 10–100 mV/g för IEPE; 1–100 pC/g för laddningsläge
  • Högre känslighet = bättre upplösning men lägre räckvidd
  • Val baserat på förväntade vibrationsnivåer

Frekvensområde

  • Låg frekvens: 0,5–5 Hz beroende på elektronik
  • Hög frekvens: 5–50 kHz till resonans
  • Användbart intervall: Vanligtvis till 1/3 av resonansfrekvensen
  • Montering påverkar: Monteringsmetoden begränsar högfrekvensresponsen

Amplitudområde

  • Allmänt ändamål: ±50 g till ±500 g
  • Hög känslighet: ±5g till ±50g
  • Stötsensorer: ±500 g till ±10 000 g
  • Får inte överskrida räckvidden (klippning, skada)

Urvalskriterier

För allmän maskinövervakning

  • 100 mV/g IEPE-accelerometer
  • ±50g intervall
  • Frekvensområde 1 Hz – 10 kHz
  • Industriell temperaturklassning (-40 till +120 °C)
  • Hermetiskt förseglad

För detektering av lagerfel

  • Högre frekvensgång (upp till 20+ kHz)
  • Måttlig känslighet (10–50 mV/g)
  • Brett dynamiskt omfång
  • Bultmontering för bästa högfrekvenskoppling

För högtemperaturapplikationer

  • Högtemperatur IEPE (upp till 175 °C) eller laddningsläge (upp till 650 °C)
  • Specialmontering och kablage
  • Kan offra viss prestanda för temperaturkapacitet

Montering och installation

Monteringseffekter på prestanda

  • Bultmontering: Bäst (platt till 10+ kHz)
  • Adhesiv: Bra (platt till 7-8 kHz)
  • Magnetisk: Acceptabel (platt till 2-3 kHz)
  • Sond/Handhållen: Dålig (begränsad till låga frekvenser, kvalitativ)

Installationskrav

  • Ren, plan monteringsyta
  • Rätt åtdragningsmoment för bultmontering
  • Tunt, jämnt adhesivt lager
  • Magnetisk bas helt på plats
  • Kabeln är säkrad för att förhindra dragning

Piezoelektriska accelerometrar, särskilt IEPE-typer, är ryggraden i industriell vibrationsövervakning. Deras kombination av brett frekvenssvar, hög känslighet, robusthet och (för IEPE) enkelhet gör dem till det självklara valet för tillståndsövervakning, diagnostik och balansering i de allra flesta roterande maskinapplikationer världen över.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp