Bagaimana cara memilih sensitivitas dan jangkauan sensor?

Sensitivitas dan jangkauan

kepekaan

 Sensitivitas sensor merupakan salah satu indikator paling dasar dari sensor. Besar kecilnya sensitivitas secara langsung mempengaruhisensorPengukuran sinyal getaran. Tidak sulit untuk memahami bahwa sensitivitas sensor harus ditentukan berdasarkan jumlah getaran yang diukur (nilai percepatan), tetapi karena penambahan piezoelektrik adalah nilai percepatan getaran yang diukur, dan nilai percepatan sebanding dengan kuadrat frekuensi sinyal, sehingga ukuran sinyal percepatan dari pita frekuensi yang berbeda sangat berbeda.

 Nilai percepatan getaran mungkin cukup kecil, misalnya, ketika perpindahan getaran 1 mm, nilai percepatan frekuensi 1 Hz hanya 0,04 m/s2 (0,004 g); namun, frekuensi 10 kHz dapat mencapai 4 x 105 m/s2 (40000g).

Oleh karena itu, meskipun sensor percepatan piezoelektrik memiliki rentang pengukuran yang besar, sensitivitas sensor percepatan memilih sinyal getaran yang digunakan untuk mengukur frekuensi kedua ujungnya. Pengukuran getaran yang paling umum digunakan adalah sensitivitas akselerometer piezoelektrik, tipe keluaran tegangan (tipe IEPE) adalah 50 ~ 100 mV/g, tipe keluaran muatan adalah 10 ~ 50 pC/g.

kemampuan jangkauan

Rentang pengukuran sensor nilai percepatan mengacu pada nilai pengukuran maksimum yang diukur oleh sensor dalam rentang kesalahan nonlinier tertentu. Kesalahan nonlinier sensor percepatan piezoelektrik universal sebagian besar adalah 1%. Sebagai prinsip umum, semakin tinggi sensitivitas, semakin kecil rentang pengukuran, dan semakin kecil sensitivitas, semakin besar rentang pengukuran.

 Tegangan / jenis keluaran muatan

 Rentang pengukuran sensor percepatan piezoelektrik keluaran tegangan IEPE ditentukan oleh tegangan sinyal keluaran maksimum yang diizinkan dalam rentang kesalahan linier, dan nilai tegangan keluaran maksimum umumnya ± 5V. Konversi dapat memperoleh rentang maksimum sensor, yang sama dengan rasio tegangan keluaran maksimum terhadap sensitivitas. Perlu ditunjukkan bahwa rentang sensor piezoelektrik IEPE tidak hanya dipengaruhi oleh ukuran kesalahan nonlinier, tetapi juga dibatasi oleh tegangan catu daya dan tegangan bias sensor. Ketika perbedaan antara tegangan catu daya dan tegangan bias kurang dari tegangan rentang yang diberikan oleh indeks, sinyal keluaran maksimum sensor terdistorsi. Oleh karena itu, stabilitas tegangan bias sensor percepatan IEPE tidak hanya memengaruhi pengukuran frekuensi rendah tetapi juga menyebabkan distorsi sinyal; fenomena ini memerlukan perhatian khusus dalam pengukuran suhu tinggi dan rendah. Ketika rangkaian internal sensor tidak stabil dalam kondisi suhu non-ruangan, tegangan bias sensor cenderung melayang perlahan dan menyebabkan sinyal pengukuran berfluktuasi besar dan kecil.

Namun, rentang pengukuran tipe keluaran muatan dibatasi oleh kekakuan mekanis sensor. Dalam kondisi yang sama, keluaran sinyal maksimum inti sensitif penginderaan di bawah pembatasan nonlinier rentang elastis mekanis jauh lebih besar daripada sensor tipe IEPE, dan sebagian besar nilainya perlu ditentukan melalui eksperimen. Secara umum, ketika sensitivitas sensor tinggi, blok massa inti sensitif lebih besar, dan rentang sensor relatif kecil. Pada saat yang sama, karena frekuensi resonansi blok massa rendah, lebih mudah untuk menstimulasi sinyal resonansi inti sensitif sensor, dan gelombang resonansi ditumpangkan pada sinyal yang diukur untuk menyebabkan keluaran distorsi sinyal. Oleh karena itu, dalam pemilihan rentang pengukuran maksimum, komposisi frekuensi sinyal yang diukur dan frekuensi resonansi spontan dari sensor itu sendiri juga harus dipertimbangkan, untuk menghindari komponen resonansi sensor. Pada saat yang sama, harus ada cukup ruang aman dalam rentang tersebut untuk memastikan bahwa sinyal tidak terdistorsi.

 Kalibrasi sensitivitas

Metode kalibrasi sensitivitas sensor percepatan biasanya ditentukan dengan metode perbandingan. Rasio keluaran getaran sensor yang dikoreksi pada frekuensi tertentu (biasanya 159Hz atau 80Hz) terhadap nilai percepatan yang dibaca oleh sensor standar adalah sensitivitas sensor. Dan sensitivitas sensor benturan diukur dengan mengukur respons keluaran dari serangkaian nilai percepatan benturan yang berbeda, sensor dalam rentang pengukurannya dan hubungan yang sesuai antara keluaran listrik, dan kemudian melalui perhitungan numerik dan perbedaan minimum antara garis minimum, dan kemiringan garis adalah sensitivitas benturan sensor.

 Kesalahan nonlinier direpresentasikan

Kesalahan nonlinier sensor benturan dapat dinyatakan dalam dua cara: deviasi rentang penuh atau kesalahan linier. Yang pertama mengacu pada persentase kesalahan dari keluaran rentang penuh sensor, yaitu, kesalahan adalah nilai kesalahan yang dihitung menurut persentase rentang penuh. Kesalahan linier rentang segmen sama dengan deviasi rentang penuh, tetapi tolok ukur tidak menghitung nilai kesalahan, melainkan rentang penuh. Misalnya, untuk sensor dengan rentang 20000g, jika deviasi rentang penuh adalah 1%, kesalahan linier adalah 200g; tetapi ketika kesalahan linier sensor diukur dengan rentang 5000g, 10000g dan 20000g, kesalahannya masih 1%, kesalahan linier sensor dalam rentang yang berbeda masing-masing adalah 50g, 100g dan 200g.

 Mengukur rentang frekuensi

 Rentang pengukuran frekuensi sensor mengacu pada rentang frekuensi yang dapat diukur sensor dalam kesalahan amplitudo respons frekuensi yang ditentukan (± 5%, ± 10%, ± 3dB). Batas tinggi dan rendah rentang frekuensi masing-masing disebut frekuensi akhir frekuensi tinggi dan rendah. Karena frekuensi berhubungan langsung dengan kesalahan, dan jika rentang kesalahan yang diizinkan besar, rentang frekuensinya lebar.

Sebagai prinsip umum, respons frekuensi tinggi dari sensor bergantung pada karakteristik mekanis sensor, sedangkan respons frekuensi rendah ditentukan oleh parameter listrik terintegrasi dari sensor dan rangkaian berikutnya. Sensor dengan frekuensi cut-off frekuensi tinggi harus berukuran kecil dan ringan. Jika tidak, sensor sensitivitas tinggi yang digunakan untuk pengukuran frekuensi rendah berukuran relatif besar dan berat.

 Rentang pengukuran frekuensi tinggi

 Indeks pengukuran frekuensi tinggi dari sensor biasanya ditentukan oleh frekuensi batas frekuensi tinggi, dan frekuensi batas tertentu berkorelasi dengan kesalahan amplitudo yang sesuai. Oleh karena itu, pemilihan sensor tidak hanya dapat melihat frekuensi akhir, harus memahami nilai kesalahan amplitudo yang sesuai. Kesalahan amplitudo frekuensi kecil dari sensor tidak hanya untuk peningkatan akurasi pengukuran, tetapi yang lebih penting, ini mencerminkan kemampuan untuk mengendalikan penyimpangan akurasi pemasangan dalam proses pembuatan sensor.

 Selain itu, karena pita frekuensi sinyal getaran objek pengukuran lebar, atau frekuensi resonansi intrinsik sensor tidak cukup tinggi, gelombang sinyal resonansi yang tereksitasi dapat ditumpangkan pada sinyal dalam pita frekuensi pengukuran, sehingga menghasilkan kesalahan pengukuran yang besar. Oleh karena itu, selain rentang pengukuran frekuensi sensor yang tinggi, pengaruh frekuensi resonansi pada sinyal pengukuran juga harus dipertimbangkan. Tentu saja, sinyal di luar pita pengukuran ini juga dapat dihilangkan oleh filter dalam sistem pengukuran.

 Secara umum, frekuensi batas frekuensi tinggi sensor tidak bergantung pada bentuk sinyal keluaran (yaitu, jenis muatan atau jenis tegangan resistansi rendah); dan desain struktural, manufaktur, bentuk pemasangan, serta kualitas pemasangan sensor.

Penafian: Artikel ini direproduksi untuk tujuan menyampaikan informasi lebih lanjut. Jika ada kesalahan pelabelan sumber atau pelanggaran hak dan kepentingan sah Anda, silakan hubungi kami, kami akan memperbaikinya dan menghapusnya tepat waktu, terima kasih.