Розуміння чутливості сенсора
Визначення: Що таке чутливість?
Чутливість – це відношення вихідного сигналу датчика до вхідної фізичної величини, що вимірювається, що представляє коефіцієнт підсилення або перетворення датчика. Для вібрація датчики, чутливість визначає, скільки електричного виходу (напруги або заряду) виробляється на одиницю вібрації (прискорення, швидкості або зміщення). Вища чутливість означає більший вихідний сигнал для заданого рівня вібрації, що забезпечує кращу роздільну здатність та співвідношення сигнал/шум, але обмежує максимальний діапазон вимірювання до насичення вихідного сигналу датчика.
Чутливість – це фундаментальна характеристика, яку необхідно знати для перетворення вихідної напруги датчика в значущі одиниці вібрації. Вона визначається під час виробництва. калібрування, задокументовано в сертифікатах калібрування та використовується у всіх розрахунках вібрації. Розуміння компромісів чутливості дозволяє правильно вибрати датчик для конкретних вимог вимірювання.
Одиниці вимірювання чутливості за типом датчика
Акселерометри
Режим IEPE/напруги
- Одиниці: мВ/г (мілівольти на г прискорення)
- Типові значення: 10-1000 мВ/г
- Стандарт: 100 мВ/г найпоширеніший
- Висока чутливість: 500-1000 мВ/г (застосування з низькою вібрацією)
- Низька чутливість: 10-50 мВ/г (застосування для високої вібрації, ударів)
Режим заряджання
- Одиниці: пКл/г (пікокулонів на г)
- Типові значення: 1-1000 пКл/г
- Загальне призначення: 10-50 пК/г звичайних
Датчики швидкості
- Одиниці: мВ на дюйм/с або мВ на мм/с
- Типовий: 100 мВ/дюйм/с або ~4000 мВ/мм/с
- Альтернативні одиниці вимірювання: V на м/с
Зонди переміщення
- Одиниці: мВ/міл або В/мм
- Типовий: 200 мВ/міл або 7,87 В/мм (вихрострумові зонди)
- Калібровано: Для конкретного цільового матеріалу та діапазону зазорів
Компроміси чутливості
Висока чутливість (100-1000 мВ/г)
Переваги
- Великий вихідний сигнал для низької вібрації
- Краща роздільна здатність (може виявляти невеликі зміни)
- Краще співвідношення сигнал/шум
- Добре підходить для машин з низьким рівнем вібрації
Недоліки
- Обмежений динамічний діапазон (насичується при нижчих вібраціях)
- Типовий діапазон: від ±5 г до ±50 г
- Не підходить для застосувань з високою вібрацією або ударами
Низька чутливість (10-50 мВ/г)
Переваги
- Широкий динамічний діапазон
- Може вимірювати високу вібрацію (від ±100 г до ±10 000 г)
- Підходить для ударів та поштовхів
- Не насичується в умовах високої вібрації
Недоліки
- Менша потужність для низької вібрації
- Нижче співвідношення сигнал/шум
- Зменшена роздільна здатність
- Може пропускати невеликі зміни вібрації
Вибір чутливості
На основі заявки
Низька вібрація (< 5 мм/с)
- Використовуйте високу чутливість (100-500 мВ/г)
- Прецизійне машинобудування, низькошвидкісне обладнання
- Потрібна хороша роздільна здатність для невеликих змін
Помірна вібрація (5-20 мм/с)
- Стандартна чутливість (50-100 мВ/г)
- Загальнопромислове обладнання
- Найпоширеніший діапазон застосування
Висока вібрація (> 20 мм/с)
- Низька чутливість (10-50 мВ/г)
- Запобігання насиченню
- Дробарки, млини, обладнання з високим дисбалансом
Удар та удар
- Дуже низька чутливість (1-10 мВ/г)
- Вимірювання з точністю ±1000 г або більше
- Випробування на удар, краш-тестування
Вплив на вимірювання
Рівень сигналу
- Вища чутливість → більша напруга сигналу
- Краще використовує вхідний діапазон інструменту
- Покращена роздільна здатність
- Але обмежує максимальну вимірювану вібрацію
Динамічний діапазон
- Діапазон від рівня шуму до насичення
- Висока чутливість: вузький діапазон (добре для слабких сигналів)
- Низька чутливість: широкий діапазон (добре для змінних сигналів)
- Компроміс між роздільною здатністю та дальністю
Шумові показники
- Власний шум датчика (електричний шум в електроніці)
- Вища чутливість = краще співвідношення сигнал/шум для низької вібрації
- Шум стає більш значним зі зниженням чутливості
Калібрування та перевірка
Заводське калібрування
- Нові датчики відкалібровані на заводі
- Чутливість, зазначена на датчику або в сертифікаті
- Допуск типово ±5-10%
- Слід перевірити перед критичним використанням
Періодичне калібрування
- Чутливість може змінюватися з часом
- Перекалібрування щорічно або за графіком
- Оновлена чутливість зі сертифіката калібрування
- Введіть у прилад або застосуйте корекції
Перевірка поля
- Ручний калібратор забезпечує відомі показники вібрації
- Перевірте відповідність вихідного сигналу датчика очікуваному (чутливість × вхідний сигнал)
- Швидка перевірка перед критичними вимірюваннями
Пов'язані характеристики
Діапазон вимірювань
- Максимальна вібрація, яку може виміряти датчик
- Обернено пропорційно чутливості
- Приклад: 100 мВ/г з виходом ±5 В → діапазон ±50 г
Роздільна здатність
- Найменша зміна вібрації, яку можна виявити
- Обмежено шумом та оцифруванням
- Вища чутливість, як правило, краща роздільна здатність
Лінійність
- Як постійна чутливість залишається в межах діапазону вимірювання
- Хороші датчики: < 1% відхилення від лінійного
- Визначено як похибка повної шкали %
Практичні міркування
Узгодження вхідних даних інструменту
- Діапазон вхідного сигналу приладу повинен відповідати виходу датчика
- Приклад: датчик 100 мВ/г × вібрація 50г = вихід 5В (має відповідати входу приладу ±5В)
- Регульоване посилення вхідного сигналу дозволяє використовувати різні режими чутливості
Кілька датчиків
- Використання датчиків з різною чутливістю в одній програмі
- Потрібно налаштувати прилад для кожного датчика
- Помилка, якщо введено неправильну чутливість
- Стандартизація за однією чутливістю спрощує операції
Чутливість датчика – це фундаментальна характеристика, яка визначає перетворення між фізичною вібрацією та електричним сигналом. Розуміння одиниць вимірювання чутливості, критеріїв вибору на основі очікуваних рівнів вібрації та правильного введення чутливості у вимірювальні прилади є важливим для точних вимірювань вібрації, відповідного вибору датчика та уникнення помилок вимірювання через невідповідність чутливості або насичення.
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 