Jakie są różne typy czujników wibracji?
Mikroelektronika realizuje szeroki zakres funkcji, a jednym ważnym pomiarem, jaki wykonują, jest wibracja. Czujniki drgań mierzą tak zwany ruch oscylacyjny, który nieustannie przesuwa się do przodu i do tyłu. Kierunek można wskazać za pomocą układu współrzędnych z osiami, można również zmierzyć siłę w stosunku do grawitacji. Analiza drgań odbywa się poprzez pomiar przemieszczenia i prędkości, a także przyspieszenia, które jest przede wszystkim analizowane za pomocą czujników monitorowania drgań. Różne typy obejmują piezoelektryczny, zintegrowany elektroniczny piezoelektryczny, piezorezystancyjny, zmienną pojemność i serwo czujniki.
Czujniki wibracji są zwykle nazywane akcelerometrami. Piezoelektryczne akcelerometry działają na energię sił, które na nie działają, więc nie ma potrzeby stosowania dodatkowych źródeł energii w systemie. Przemieszczenie ładunków elektronowych po obu stronach czujnika służy do generowania pomiarów. Typowe typy tego czujnika obejmują konstrukcję ścinania, która jest zbudowana, aby poradzić sobie z dużymi różnicami temperatur, oraz konstrukcję typu wiązki, która jest często preferowana, ponieważ zazwyczaj jest dostępna po niskim koszcie.
Zintegrowane elektroniczne czujniki piezoelektryczne zawierają małe własne wzmacniacze, więc specjalny kabel nie jest potrzebny, jak w produkcie piezoelektrycznym. Sygnały wejściowe i wyjściowe przechodzą przez pojedynczy kabel podłączony do czujnika, a ogólna konstrukcja jest chroniona przed zakłóceniami elektrycznymi. To urządzenie może również zawierać filtry elektroniczne, elektryczne zabezpieczenie przed przeciążeniem i różne funkcje akcesoriów.
Czujnik piezorezystancyjny jest skonfigurowany w konstrukcji jedno- lub wieloramiennej w celu uzyskania bardziej złożonego sygnału wyjściowego. Jest zasilany z zewnętrznych źródeł zasilania, co pozwala na wykorzystanie sygnału wyjściowego do monitorowania stabilnych warunków wibracji zamiast zmiany kierunku lub siły. W warunkach dużego przyspieszenia czujniki drgań o zmiennej pojemności często integrują płytki silikonowe ze szczelinami pomiędzy nimi dla zapewnienia trwałości. Mogą tolerować przyspieszenia nawet 1000 razy większe niż zdefiniowany zakres roboczy.
W przeciwieństwie do innych czujników, które opierają się na przemieszczaniu kryształów lub innych elementów w konfiguracji z otwartą pętlą, serwomechanizmem lub równoważeniem sił, akcelerometr wykorzystuje konstrukcję z zamkniętą pętlą. Czujniki drgań sterowane serwomotorem mają wyższą dokładność i mogą być stosowane w bezwładnościowych systemach prowadzenia. Inne popularne formy czujników do analizy drgań obejmują czujniki zbliżeniowe. Często znajdują się one wewnątrz maszyn, aby monitorować ruch komponentów wewnętrznych poprzez pomiar ich przewodności elektrycznej. Chociaż są one bezkontaktowe, inne czujniki drgań polegają na kontakcie w celu dokładnego pomiaru ruchu lub odległości.