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什么是溫度振動(dòng)一體傳感器?

2020-12-8  閱讀(877)

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在系統(tǒng)日益復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)中,各種軸承、電機(jī)、泵體的溫度與振動(dòng)狀態(tài),*不在影響著整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備健康與使用效率。龐大的工業(yè)產(chǎn)業(yè)醞釀催生出了巨大的傳感器需求。長(zhǎng)期以來這些gao端工業(yè)級(jí)振動(dòng)與溫度傳感器的技術(shù)與市場(chǎng)多為歐美企業(yè)把持, 伴隨著中國龐大的工業(yè)制造業(yè)崛起,國產(chǎn)傳感器企業(yè)正在向這一領(lǐng)域發(fā)起沖擊!

 

基于國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)與傳感器技術(shù)的高速發(fā)展,振動(dòng)與溫度的測(cè)量從分立逐漸走向復(fù)合。 有幸在某工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室了解到幾款國產(chǎn)溫度振動(dòng)一體化傳感器,并參與了部分工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方案的選型,就這幾款傳感器的體驗(yàn)和測(cè)試性能進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)和剖析,記錄并分享給行業(yè)內(nèi)的用戶與讀者,希望能對(duì)各位有所裨益,不吝褒貶。

 

什么是溫度振動(dòng)一體傳感器?

 

溫度振動(dòng)一體傳感器是指通過集成振動(dòng)傳感芯片和溫度傳感器芯片,按應(yīng)用需求進(jìn)行封裝和信號(hào)輸出的一種復(fù)合型傳感器變送器。

 

體驗(yàn)測(cè)試產(chǎn)品

 

關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)

 

線性度(傳感器在受到不同的G值振動(dòng)時(shí),其輸出的線性度,該數(shù)值越小越好)

 

橫向靈敏度(橫向靈敏度決定了傳感器在受非主軸方向振動(dòng)或者沖擊時(shí),其受干擾的程度,越小越好,按照國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)<5%)

 

諧振頻率(振動(dòng)測(cè)量的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的諧振頻率)

 

頻響特性(振動(dòng)測(cè)量的頻率上限稍高于被測(cè)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率即可)

 

溫度測(cè)量精度(測(cè)溫精度數(shù)值越小越好)

 

溫度測(cè)量響應(yīng)時(shí)間(溫度響應(yīng)的時(shí)間越短越好)

 

環(huán)境與儀器

 

環(huán)境:22℃/51%RH

 

儀器:加速度校準(zhǔn)系統(tǒng)(含高、中、低頻激振器)、恒流源、恒壓源、高絕緣電阻測(cè)試儀、高低溫循環(huán)爐、臺(tái)式萬用表、接觸式高精度測(cè)溫儀

 

振動(dòng)測(cè)量主要參考線性度與橫向靈敏度作為傳感器準(zhǔn)確性的考量依據(jù)。

 

1. 線性度

 

基于傳感器測(cè)量時(shí)輸入單一靈敏度,用于描述在一定的頻響范圍內(nèi),傳感器的靈敏度是否滿足實(shí)際的靈敏度的指標(biāo)就是線性度。相對(duì)來看,在低頻段,傳感器的靈敏度會(huì)少于實(shí)際的靈敏度,而在高頻段,則靈敏度會(huì)大于實(shí)際的靈敏度。只有在中間頻段,靈敏度滿足線性關(guān)系。如果傳感器不在線性區(qū)間,所以測(cè)量得到的幅值會(huì)誤差較大,一般來說要求傳感器非線性<1%。

 

2. 橫向靈敏度

 

在測(cè)量某個(gè)方向的振動(dòng)時(shí),理論上信號(hào)輸出應(yīng)為振動(dòng)感知方向,但實(shí)際上在與該方向垂直的方向也有信號(hào)輸出,從而形成了一種干擾,這種效應(yīng)稱為橫向效應(yīng)。橫向效應(yīng)靈敏度越低,傳感器性能越好,但通常,傳感器都存在一定的橫向效應(yīng),國標(biāo)的要求是橫向靈敏度應(yīng)<5%。

 

3. 諧振頻率

 

由于傳感器自身也屬于一種結(jié)構(gòu),所以也有它的固有頻率。一般把傳感器的第壹階固有頻率叫做諧振頻率。傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸越小,諧振頻率越高。振動(dòng)傳感器的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的諧振頻率。一般要求>20kHz。

 

4. 頻響特性

 

頻響特性是指?jìng)鞲衅髟谑艿讲煌l率振動(dòng)時(shí)(1.0~7000Hz-±5%、0.5~10000Hz-±10%、0.3~15000Hz-±3dB),其靈敏度現(xiàn)對(duì)于參考點(diǎn)的誤差,理論上誤差越小,帶寬越大越好。

 

5. 溫度測(cè)量精度與溫度響應(yīng)時(shí)間

 

這幾款傳感器都含有溫度測(cè)量功能,無疑溫度測(cè)量的精度和響應(yīng)時(shí)間是關(guān)鍵指標(biāo),溫度測(cè)量精度與響應(yīng)時(shí)間不用多說,精度數(shù)值越小越好。

 

經(jīng)過對(duì)比測(cè)試四款產(chǎn)品在測(cè)量精度上差異不大,基本都在實(shí)際應(yīng)用中的溫度冗余范圍內(nèi)。

 

6. 綜合體驗(yàn)

 

在本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試中,實(shí)際上包括電氣參數(shù)、連接性能等測(cè)試進(jìn)行了18項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容,從技術(shù)指標(biāo)的重要性和產(chǎn)品應(yīng)用選型參考主要依據(jù)的角度出發(fā),在眾多的測(cè)試項(xiàng)和數(shù)據(jù)中,揀選了六項(xiàng)筆者認(rèn)為比較有代表性的數(shù)據(jù),進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單剖析。從本次測(cè)試的這幾項(xiàng)測(cè)試結(jié)果來看,綜合性能表現(xiàn)較好的溫度振動(dòng)一體傳感器是*和*這兩款產(chǎn)品,其余兩款產(chǎn)品在主要性能上還存在較大的提升空間。

 

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造水平的提升,希望能涌現(xiàn)出更多的優(yōu)xiu國產(chǎn)化傳感器。

 

知識(shí)點(diǎn)分享——關(guān)于振動(dòng)傳感器的選型的幾點(diǎn)建議:

 

1. 根據(jù)數(shù)采和頻譜分析儀器的類型來選擇,如ICP型調(diào)理設(shè)備選擇ICP型傳感器,電荷調(diào)理設(shè)備選擇壓電式傳感器。

 

2. 在工作狀態(tài)下的待測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量時(shí),hao使用帶有“隔離”的傳感器。如果傳感器本身不具備隔離,可在傳感器底部增加絕緣材料充當(dāng)隔離器件。3. 聚焦位置的振動(dòng)測(cè)量hao選擇傳感器量程的60-80%,這樣能獲得高信噪比,且不會(huì)過載。

 

4. 應(yīng)用的傳感器的工作頻率區(qū)間,稍高于實(shí)際測(cè)量的帶寬較為適宜

 

5. 根據(jù)行業(yè)應(yīng)用選擇傳感器,如重工業(yè)、電力、石化推薦選用振動(dòng)量程大,頻率寬的傳感器,反觀建筑行業(yè)宜選用小量程,高靈敏度,低頻、或超低頻性能好的傳感器。

 

 

 

 

 

 

 

 

(來源:網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者)

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