Розуміння акселерометрів, що працюють у режимі напруги
Визначення: Що таке акселерометр у режимі напруги?
Акселерометр у режимі напруги є п'єзоелектричний акселерометр з вбудованою електронікою формування сигналу, яка перетворює високоомний заряд від п'єзоелектричного елемента на низькоомну вихідну напругу. Цей термін по суті є синонімом Акселерометр IEPE (Integrated Electronics Piezo-Electric) та ICP® (Integrated Circuit Piezoelectric, торгова марка PCB Piezotronics). Позначення “режим напруги” підкреслює, що на виході видається напруга (зазвичай мВ на г), а не заряд (пКл на г), що відрізняє його від акселерометрів із зарядовим режимом.
Акселерометри з напругою стали переважним стандартом у промисловості. вібрація моніторинг, що враховує понад 95% застосувань завдяки їхній простоті (не потрібен зовнішній підсилювач), зручності використання (просте двопровідне підключення) та економічній ефективності. Розуміння того, що режим напруги, IEPE та ICP відносяться по суті до однієї й тієї ж технології, допомагає орієнтуватися в специфікаціях продукту та літературі.
Ключові характеристики
Інтегрована електроніка
- Мікроелектронний підсилювач, вбудований у корпус датчика
- Перетворює високоомний заряд на низькоомну напругу
- Зазвичай використовується підсилювач FET або IC
- Живиться від постійного струму від вимірювального приладу
Вихідний формат
- Чутливість: Зазвичай 10-1000 мВ/г
- Поширені: 100 мВ/г промисловий стандарт
- Тип сигналу: Змінна напруга пропорційна прискоренню
- Імпеданс: Низький (вихідний опір < 100 Ом)
Вимоги до живлення
- Постійний струм: 2-20 мА типово (4 мА загальний)
- Напруга живлення: 18-30 В постійного струму
- Напруга зміщення: 8-12 В постійного струму на виході
- Двопровідний: Живлення та сигнал на одному кабелі
Переваги
Простота системи
- Без зовнішнього підсилювач заряду обов'язковий
- Пряме підключення до приладу
- Нижча загальна вартість системи
- Зменшення складності та кількості точок відмови
Можливість підключення кабелю
- Низькоомні пристрої забезпечують довгі кабелі (до 300 м)
- Стандартний недорогий коаксіальний кабель
- Хороша завадостійкість
- Гнучке встановлення
Простота використання
- Просте підключення та використання
- Мінімальна потреба в налаштуванні
- Стандартизований інтерфейс
- Широко сумісний з інструментами
Порівняння з режимом заряджання
Переваги режиму напруги (IEPE).
- Простіша система (без зовнішнього підсилювача)
- Нижча вартість
- Можливість підключення довгого кабелю
- Краща захищеність від шуму
- Легше використовувати
Переваги режиму заряджання
- Вища температурна стійкість (до 650°C проти 175°C)
- Радіаційна стійкість (ядерні застосування)
- Відсутність активної електроніки, яка може вивести з ладу
- Тільки спеціалізовані програми
Вибір
- Режим напруги: 95%+ промислового застосування
- Режим заряджання: Тільки за температури > 175°C або за наявності радіації
Загальні характеристики
Параметри чутливості
- 10 мВ/г: Висока вібрація, удари (діапазон ±500 г)
- 50 мВ/г: Загального призначення (діапазон ±100 г)
- 100 мВ/г: Галузевий стандарт (діапазон ±50 г)
- 500-1000 мВ/г: Низький рівень вібрації, точність (діапазон ±5-10 г)
Частотна характеристика
- Низька частота: 0,5-5 Гц (-3 дБ, зв'язок змінного струму)
- Висока частота: до резонансу (10-70 кГц залежно від розміру)
- Використовується до 1/3 резонансної частоти
Температурний рейтинг
- Стандарт: від -50 до +120°C
- Розширений: від -50 до +150°C
- Висока температура: від -50 до +175°C
- Вище 175°C: потрібен режим заряджання
Варіанти та технології
Варіації дизайну
- IEPE в режимі стиснення (найпоширеніший, економічний)
- Зсувний режим IEPE (преміум, краща продуктивність)
- Диференціальний вихід (краще придушення синфазного сигналу)
- Низький рівень шуму (наднизький рівень шуму для точності)
Типи пакетів
- Промисловий (герметичний, міцний)
- Мініатюрний (малий розмір для застосувань з обмеженим простором)
- Тривісний (три ортогональні осі в одному корпусі)
- Субмініатюра (< 10 грамів)
Уточнення термінології
Еквівалентні терміни
- Режим напруги: Загальний дескриптор
- ІПЕ: Інтегрована електроніка П'єзоелектрична (стандартний термін)
- ІКП®: Інтегральна п'єзоелектрична схема (торгова марка PCB Piezotronics)
- CCLD: Лінійний привод постійного струму (термін Брюеля та К'єра)
- Дельтатрон: Торгова марка Brüel & Kjær
- Усі: Принципово та ж технологія з вбудованою електронікою та живленням від постійного струму
Найкращі практики
Вибір
- Чутливість 100 мВ/г для загального машинобудування
- Корпус промислового класу для суворих умов експлуатації
- Відповідний температурний показник для застосування
- Герметично закритий для забрудненого середовища
Встановлення
- Кріплення на шпильці для високочастотних вимірювань
- Клей для напівперманентного монтажу
- Магнітний для маршрутних досліджень
- Належне монтаж критично важливо для продуктивності
Технічне обслуговування
- Періодичні калібрування (щорічно для критично важливих)
- Огляд кабелю
- Перевірка монтажу
- Перевірки функціональності перед критичними вимірюваннями
Акселерометри з напругою (IEPE/ICP) – це робочі датчики сучасного промислового вібраційного моніторингу, що поєднують переваги п'єзоелектричного перетворення з інтегрованою електронікою для простоти та надійності. Їхнє домінування в цій галузі відображає оптимальний баланс продуктивності, вартості та простоти використання для переважної більшості застосувань моніторингу та діагностики стану обертових машин.
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 