Датчики

Виброизмерительные приборы (вибродатчики) разделяются следующим образом:

По принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал для измерения и записи:

  1. Оптические - Лазерные интерферометры
  2. Индукционные – датчики перемещения
  3. Пьезоэлектрические датчики – современные акселерометры
  4. Омические приборы – тензорезисторы
  5. Трансформаторные
  6. Емкостные и другие

По измеряемому параметру

  1. Датчики перемещения
  2. Датчики скорости
  3. Датчики ускорения – акселерометры

По количеству измеряемых направлений вибрации:

  1. Однокомпонентные
  2. Двухкомпонентные
  3. Трехкомпонентные

Датчики ускорения - акселерометры

Акселерометр представляет собой электромеханический датчик, производящий на своих выходных зажимах напряжение, пропорциональное колебательному ускорению, которому он подвергается. В основе его работы находится пьезоэлектрический эффект благодаря которому кристаллы кварца или аналогичные ему пьезоэлектрические материалы под воздействием на них деформации образуют на своих поверхностях разность потенциалов, пропорциональную приложенному усилию.

В зависимости от конструкции датчика тип используемой деформации может быть разным: сжатия-растяжения, кручения, сдвига.

Датчики различаются способом крепления, массой чувствительного элемента, что влияет на рабочий диапазон частот и максимальную перегрузку. Также хотелось бы упоминуть о том, что многие модели датчиков имеют электрическую изоляцию в месте установки на изделие или на вибростенд для уменьшения помех из-за возникновения дополнительных контуров заземления.

На данный момент на рынке имеются два типа акселерометров, зарядовые и с чувствительностью по напряжению. Они имеют свои достоинства и недостатки.

датчики ускорения акселерометры

Зарядовые датчики напрямую снимают заряд использующихся в них пьезокристалла в процессе виброиспытаний и передают его в измерительную технику для последующей обработки, измерения и т.д. Для таких датчиков для преобразования сигнала всегда необходим дополнительный прибор, усилитель заряда, который будет иметь на выходе сигнал по напряжению, который уже сможет измерить и обработать любой анализатор и осциллограф.

Датчики с чувствительностью по напряжению имеют встроенный усилитель заряда в своей конструкции. Это позволяет не использовать дополнительную технику, однако для использования данных датчиков по кабелю, соединяющему датчик и измерительный прибор, необходимо подать дополнительное напряжение для питания встроенного усилителя заряда датчика (не более 20 мА).

Основными достоинствами датчиков с выходом по напряжению является низкое сопротивление на выходе, что позволяет использовать длинную измерительную линию без потери полезного сигнала.

Основными достоинствами зарядовых датчиков является относительно меньшие размеры по отношению с вольтовыми датчиками (нет необходимости устанавливать плата усилителя), а также более широкий диапазон измерений. К сожалению при использовании встроенной электроники вольтовые датчики нельзя использовать при очень высоких температурах. Максимальный диапазон вольтовых датчиков на данный момент составляет 160 С.

Также можно выделить датчики со встроенной электроникой.

Технология TEDS - Transducer Electronic Data Sheet – встроенная Электронная Таблица Характеристик Датчика.

В корпус датчика встроен микрочип память с записанными данными по конкретному датчику, включая его модель, тип, диапазон, чувствительность, данные последней калибровки и др. Архитектура и запись данных стандартизована и соответствует мировому стандарту IEEE P1451.4. Поэтому такие датчики автоматически определяются на любом современном измерительном оборудовании, поддерживающем эту технологию.