Was sind die verschiedenen Arten von Vibrationssensoren?
Die Mikroelektronik erfüllt eine breite Palette von Funktionen, und eine wichtige Messung, die sie durchführt, ist die Vibration. Vibrationssensoren messen die sogenannte Oszillationsbewegung, eine Bewegung, die kontinuierlich hin und her geht. Die Richtung kann über ein Koordinatensystem mit Achsen angezeigt und auch die Kraft in Bezug auf die Schwerkraft gemessen werden. Die Schwingungsanalyse erfolgt über die Messung von Weg und Geschwindigkeit sowie der Beschleunigung, die in erster Linie von Schwingungsüberwachungssensoren analysiert wird. Die verschiedenen Typen umfassen piezoelektrische, piezoelektrische Integralelektronik-, piezoresistive, variable Kapazitäts- und Servosensoren.
Vibrationssensoren werden üblicherweise Beschleunigungsmesser genannt. Piezoelektrische Beschleunigungsmesser arbeiten mit der Energie der auf sie einwirkenden Kräfte, sodass keine zusätzlichen Stromquellen im System erforderlich sind. Die Verschiebung von Elektronenladungen auf beiden Seiten des Sensors wird zur Erzeugung von Messungen verwendet. Zu den gebräuchlichen Typen dieses Sensors gehören eine Scherkonstruktion, die für große Temperaturunterschiede ausgelegt ist, und eine Balkenkonstruktion, die häufig bevorzugt wird, weil sie normalerweise zu geringen Kosten erhältlich ist.
Da piezoelektrische Sensoren mit integrierter Elektronik kleine Verstärker enthalten, ist kein spezielles Kabel wie bei einem piezoelektrischen Produkt erforderlich. Die Eingangs- und Ausgangssignale werden über ein einziges Kabel mit dem Sensor verbunden, und das gesamte Design ist vor elektrischen Störungen geschützt. Dieses Gerät kann auch elektronische Filter, einen elektrischen Überlastungsschutz und eine Vielzahl von Zubehörfunktionen enthalten.
Ein piezoresistiver Sensor ist entweder ein- oder mehrarmig konfiguriert, um eine komplexere Ausgabe zu erzielen. Es wird von externen Stromquellen gespeist, sodass ein Ausgangssignal zur Überwachung stabiler Schwingungszustände verwendet werden kann, anstatt sich in Richtung oder Kraft zu ändern. Bei hohen Beschleunigungsbedingungen integrieren Schwingungssensoren mit variabler Kapazität häufig Silikonwafer mit dazwischenliegenden Lücken, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Sie können Beschleunigungen bis zum 1000-fachen ihres definierten Arbeitsbereichs tolerieren.
Im Gegensatz zu anderen Sensoren, die auf der Verschiebung von Kristallen oder anderen Elementen in einer Konfiguration mit offenem Regelkreis beruhen, verwendet ein Servo- oder Kraftausgleich einen geschlossenen Regelkreis. Servogetriebene Schwingungssensoren haben eine höhere Genauigkeit und können in Trägheitsführungssystemen eingesetzt werden. Andere übliche Formen von Sensoren zur Schwingungsanalyse umfassen Näherungssensoren. Diese befinden sich häufig in Maschinen, um die Bewegung interner Komponenten durch Messung ihrer elektrischen Leitfähigkeit zu überwachen. Während diese berührungslos sind, verlassen sich andere Vibrationssensoren auf den Kontakt, um Bewegungen oder Entfernungen genau zu messen.