Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БЭМЗ полищук доки / 2020 / А2000 минск / АСКВ2 БУ max90-ru_v1.20.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
21.12.2020
Размер:
11.44 Mб
Скачать

Модули мобильной системы X90

5.4.1.6.2 Технологии измерения вибрации

5.4.1.6.2.1 Датчики

Датчики колебаний преобразуют механические колебания отслеживаемого оборудования в электрические сигналы.

По большей части измеряется корпусной шум, то есть звук, который распространяется в твердом теле.

Ускорение в рамках мониторинга состояния обычно измеряется с помощью пьезоэлектрических датчиков. В применяемых датчиках колебаний используются пьезоэлектрические свойства кварца или определенных видов керамических материалов. Фактически измеряется сила, которая пропорциональна ускорению.

Пьезоэлектрический эффект приводит к разделению заряда в результате воздействия силы на пьезоэлектрический материал. Разделение пропорционально силе и, соответственно, ускорению. В качестве пьезоэлектрика используются пьезоэлектрический кварц или пьезоэлектрические керамические материалы. Выходной сигнал — электрический заряд в пКл (пикокулоны). Для преобразования заряда в сигнал напряжения необходим усилитель.

Технология Integrated Electronics Piezo Electric (IEPE), используемая в датчиках B&R, позволяет усилить сигнал непосредственно в датчике и передать его как низкоомный сигнал напряжения. Чувствительность датчика указана в мВ/g.

1 g = 9.81 м/с2 (гравитационное ускорение)

Информация:

Пьезоэлектрические датчики не могут измерять параметры, значение которых не изменяется.

Базовая конструкция

В датчике сжатия пьезоэлектрический кристалл удерживается между сейсмической массой и основанием датчика. В зависимости от ускорения сила, действующая на кристалл, увеличивается или уменьшается. Чем больше сейсмическая масса, тем больше выходной сигнал.

Датчики этой конструкции могут иметь очень высокую жесткость и, соответственно, высокую резонансную частоту.

Факторы, влияющие на работу датчика

Положение при монтаже — предпочтительный вариант

Датчики колебаний могут быть установлены в любом месте. Положение датчика обычно обусловлено самой задачей измерения. Тем не менее, у датчиков колебаний есть предпочтительное направление измерения. Обычно оно указано на корпусе датчика.

Колебания, перпендикулярные оси датчика, также воздействуют на него. Их можно скомпенсировать с помощью соответствующих конструктивных мер и выбора подходящего пьезоэлектрического кристалла.

Положение при монтаже

Датчик колебаний B&R 0ACS100A.00-1 предназначен для измерений по продольной оси; датчик 0ACS100A.90-1 — для измерений по поперечной оси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0ACS100A.00-1

0ACS100A.90-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

242

Мобильная система управления X90 Руководство пользователя V 1.20 - Перевод руководства

Модули мобильной системы X90

Перекрестная чувствительность

На датчик воздействуют колебания во всех направлениях. Датчик преимущественно воспринимает колебания в основном направлении, указанном на его корпусе. Колебания, отклоняющиеся от основного направления, также регистрируются датчиком. Их вклад в общий сигнал зависит от конструкции датчика.

Кабели

При прохождении сигнала через разъем могут возникать такие ошибки, как шум, замыкания через цепь заземления и искажения. Это особенно важно при передаче зарядов, поскольку системный шум зависит от емкости кабеля.

Внутренняя электроника датчика, использующая технологию IEPE, формирует на выходе датчика низкоомный сигнал высокого напряжения.

Эта технология хорошо подходит для передачи сигналов по длинным линиям.

Блок питания обеспечивает постоянный ток для питания электроники IEPE в датчике. Максимальная частота, которая может передаваться через измерительный провод без значительных потерь, зависит от длины кабеля, емкости кабеля и соотношения между выходной амплитудой и постоянным током.

Информация:

Максимальная длина кабеля B&R 0ACCxxx0.01-1: 100 м

Влияние температуры

Все пьезоэлектрические материалы демонстрируют явный пироэлектрический эффект. Он обуславливает изменение электрической поляризации сегнетоэлектрических материалов при изменении температуры. Этот эффект нежелателен, поскольку он часто приводит к разделению зарядов при измерении колебаний. Они возникают из-за изменения температуры, а не из-за механических колебаний в измеряемом объекте.

Конструкционные особенности помогают уменьшить этот эффект. Помехи, внесенные изменением температуры, суммируются и могут быть учтены в коэффициенте передачи помех.

Температурный дрейф

Значения, указанные в технических характеристиках датчика, соответствуют переходной характеристике при изменении температуры для нижней предельной частоты электрического сигнала fu = 1 Гц.

Изменения температуры, как правило, происходят с низкой частотой, поэтому они вызывают помехи в области низких частот ниже f = 10 Гц.

Помехи

В непосредственной близости от электромеханического оборудования, такого как двигатели и генераторы, электромагнитные переменные поля и связанные с ними индукция и магнитострикция оказывают влияние на датчик. Однако экранирование и технология IEPE значительно снижают этот эффект.

Эффект влияет на коэффициент передачи помех и рассчитывается для магнитного потока плотностью 0,01 Тл и частотой 50 Гц.

Информация:

Основания датчиков B&R изолированы. При использовании датчиков других производителей важно обращать внимание на изоляцию/экранирование, чтобы минимизировать помехи. Это позволяет избавиться от помех на частоте первой или второй гармоники тока в сети.

Линейность

Пьезоэлектрический датчик имеет линейную ЧХ в широком диапазоне частот.

Мобильная система управления X90 Руководство пользователя V 1.20 - Перевод руководства

243

Модули мобильной системы X90

Частотная характеристика

Частотная характеристика датчика определяется его механической конструкцией. Решающее значение здесь имеют сейсмическая масса, жесткость внутренней структуры и конструкция датчика.

Чувствительность ведет себя линейно в широком диапазоне частот. Она значительно возрастает только при приближении к резонансной частоте. Поскольку при приближении к резонансной частоте может происходить неправильная интерпретация показаний, резонансная частота должна быть высокой.

Чувствительность [дБ]

50

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

–10

 

 

 

 

 

–20

 

 

 

 

 

–30

 

 

 

 

 

–40

 

 

 

 

 

–50 1

10

100

1000

10 000

100 000

Частота [Гц]

Рисунок 63: Частотная характеристика датчиков B&R 0ACS100A.00-1 и 0ACS100A.90-1

244

Мобильная система управления X90 Руководство пользователя V 1.20 - Перевод руководства

Соседние файлы в папке А2000 минск