Como escolher a sensibilidade e o alcance do sensor?

Sensibilidade e alcance

sensibilidade

 A sensibilidade do sensor é um dos indicadores mais básicos do sensor. O tamanho da sensibilidade afeta diretamente asensorMedição do sinal vibracional. Não é difícil entender que a sensibilidade do sensor deve ser determinada de acordo com a quantidade de vibração medida (valor de aceleração), mas como a adição piezoelétrica é o valor de aceleração da vibração medida, e o valor de aceleração é proporcional ao quadrado da frequência do sinal, então o tamanho do sinal de aceleração de diferentes bandas de frequência é muito diferente.

 O valor de aceleração da vibração pode ser bem pequeno, por exemplo, quando o deslocamento da vibração é de 1 mm, o valor de aceleração da frequência de 1 Hz é de apenas 0,04 m/s2 (0,004 g); entretanto, a frequência de 10 kHz pode atingir 4 x 105 m/s2 (40000 g).

Portanto, embora o sensor de aceleração piezoelétrico tenha uma grande faixa de medição, a sensibilidade do sensor de aceleração seleciona o sinal de vibração usado para medir as frequências de ambas as extremidades. A sensibilidade do acelerômetro piezoelétrico de medição de vibração mais comumente usada, o tipo de saída de tensão (tipo IEPE) é 50 ~ 100 mV / g, o tipo de saída de carga é 10 ~ 50 pC / g.

capacidade de alcance

A faixa de medição do sensor de valor de aceleração refere-se ao valor máximo de medição medido pelo sensor dentro de uma certa faixa de erro não linear. O erro não linear do sensor de aceleração piezoelétrico universal é principalmente 1%. Como princípio geral, quanto maior a sensibilidade, menor a faixa de medição, e quanto menor a sensibilidade, maior a faixa de medição.

 Tipo de saída de tensão/carga

 A faixa de medição do sensor de aceleração piezoelétrico de saída de tensão IEPE é determinada pela tensão máxima do sinal de saída permitida dentro da faixa de erro linear, e o valor máximo da tensão de saída é geralmente ± 5 V. A conversão pode obter a faixa máxima do sensor, que é igual à razão entre a tensão máxima de saída e a sensibilidade. Deve-se ressaltar que a faixa do sensor piezoelétrico IEPE não é afetada apenas pelo tamanho do erro não linear, mas também é restrita pela tensão de alimentação e pela tensão de polarização do sensor. Quando a diferença entre a tensão de alimentação e a tensão de polarização é menor que a tensão de faixa fornecida pelo índice, o sinal máximo de saída do sensor é distorcido. Portanto, a estabilidade da tensão de polarização do sensor de aceleração IEPE não afeta apenas a medição de baixa frequência, mas também causa a distorção do sinal; esse fenômeno requer atenção especial em medições de alta e baixa temperatura. Quando o circuito integrado do sensor é instável em condições que não sejam de temperatura ambiente, a tensão de polarização do sensor provavelmente irá variar lentamente e fazer com que o sinal de medição flutue grande e pequeno.

No entanto, a faixa de medição do tipo de saída de carga é restrita pela rigidez mecânica do sensor. Sob as mesmas condições, a saída máxima do sinal do núcleo sensível de detecção sob a restrição não linear da faixa elástica mecânica é muito maior do que a do sensor do tipo IEPE, e a maior parte de seu valor precisa ser determinada por experimento. Em geral, quando a sensibilidade do sensor é alta, o bloco de massa do núcleo sensível é maior e a faixa do sensor é relativamente pequena. Ao mesmo tempo, como a frequência de ressonância do bloco de massa é baixa, é mais fácil estimular o sinal de ressonância do núcleo sensível do sensor, e a onda de ressonância é sobreposta ao sinal medido para causar a saída de distorção do sinal. Portanto, na seleção da faixa máxima de medição, a composição de frequência do sinal medido e a frequência de ressonância espontânea do próprio sensor também devem ser consideradas, de modo a evitar o componente ressonante do sensor. Ao mesmo tempo, deve haver espaço seguro suficiente na faixa para garantir que o sinal não seja distorcido.

 Calibração de sensibilidade

O método de calibração da sensibilidade do sensor de aceleração é geralmente determinado pelo método comparativo. A razão entre a saída da vibração corrigida do sensor em uma frequência específica (geralmente 159 Hz ou 80 Hz) e o valor de aceleração lido pelo sensor padrão é a sensibilidade do sensor. E a sensibilidade do sensor de impacto é medida medindo a resposta de saída de uma série de diferentes valores de aceleração de impacto, o sensor dentro de sua faixa de medição e a relação correspondente entre a saída elétrica e, em seguida, por meio do cálculo numérico e a diferença mínima entre a linha mínima e a inclinação da linha é a sensibilidade de impacto do sensor.

 Erros não lineares são representados

O erro não linear do sensor de impacto pode ser expresso de duas maneiras: desvio de faixa total ou erro linear. O primeiro se refere à porcentagem de erro da saída de faixa total do sensor, ou seja, o erro é o valor do erro calculado de acordo com a porcentagem da faixa total. O erro linear da faixa do segmento é o mesmo que o desvio da faixa total, mas o benchmark não calcula o valor do erro em vez da faixa total. Por exemplo, para o sensor com uma faixa de 20000g, se o desvio da faixa total for 1%, o erro linear é 200g; mas quando o erro linear do sensor é medido pela faixa de 5000g, 10000g e 20000g, o erro ainda é 1%, o erro linear do sensor em diferentes faixas é 50g, 100g e 200g, respectivamente.

 Medir a faixa de frequência

 A faixa de medição de frequência do sensor se refere à faixa de frequência que o sensor pode medir dentro do erro de amplitude de resposta de frequência especificado (± 5%, ± 10%, ± 3dB). Os limites alto e baixo da faixa de frequência são chamados de frequências finais de alta e baixa frequência, respectivamente. Como a frequência está diretamente relacionada ao erro, e se a faixa de erro permitida for grande, a faixa de frequência é ampla.

Como princípio geral, a resposta de alta frequência do sensor depende das características mecânicas do sensor, enquanto a resposta de baixa frequência é determinada pelos parâmetros elétricos integrados do sensor e do circuito subsequente. O sensor com frequência de corte de alta frequência deve ser pequeno em tamanho e leve em peso. Caso contrário, o sensor de alta sensibilidade usado para medição de baixa frequência é relativamente grande em tamanho e pesado em peso.

 Faixa de medição de alta frequência

 O índice de medição de alta frequência do sensor é geralmente determinado pela frequência de corte de alta frequência, e uma certa frequência de corte é correlacionada com o erro de amplitude correspondente. Portanto, a seleção do sensor não pode apenas olhar para a frequência final, deve entender o valor do erro de amplitude correspondente. O pequeno erro de amplitude de frequência do sensor não é apenas para a melhoria da precisão da medição, mas, mais importante, reflete a capacidade de controlar o desvio da precisão da instalação no processo de fabricação do sensor.

 Além disso, como a banda de frequência do sinal de vibração do objeto de medição é ampla, ou a frequência de ressonância intrínseca do sensor não é alta o suficiente, as ondas de sinal ressonantes excitadas podem ser sobrepostas ao sinal na banda de frequência de medição, resultando em um grande erro de medição. Portanto, além da faixa de medição de alta frequência do sensor, a influência da frequência de ressonância no sinal de medição também deve ser considerada. Claro, esse sinal fora da banda de medição também pode ser eliminado por um filtro no sistema de medição.

 Em geral, a frequência de corte de alta frequência do sensor é independente da forma do sinal de saída (ou seja, tipo de carga ou tipo de tensão de baixa resistência); e do projeto estrutural, fabricação, forma de instalação e qualidade de instalação do sensor.

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