Vật lý ✅ (ĐÃ XÁC MINH)

CẢM BIẾN GIA TỐC ĐO RUNG ĐỘNG – CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG – [VINTECHME]

Cảm biến gia tốc đo rung động, hay còn gọi là gia tốc kế – Accelerometer là loại cảm biến chuyển rung động thành tín hiệu điện bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện. Chúng gồm những loại nào, cấu trúc và nguyên tắc hoạt động giải trí thế nào, VintechME sẽ cung ứng cho những bạn theo thông tin dưới đây .

NỘI DUNG :

Giới thiệu về Cảm biến gia tốc đo rung động

Các thiết bị khi quản lý và vận hành có hoạt động ( động cơ, cơ cấu tổ chức truyền, thiết bị chấp hành, … ) cần phải theo dõi liên tục những thông số kỹ thuật như vận tốc, nhiệt độ, áp suất và độ rung. Sự biến hóa của bất kể thông số kỹ thuật nào cũng tác động ảnh hưởng tới hoạt động giải trí, hư hỏng và điều kiện kèm theo bảo dưỡng của máy móc dẫn đến tổn thất về kinh tế tài chính. Trong những thông số kỹ thuật đó, độ rung là thông số kỹ thuật quản lý và vận hành nhìn nhận tốt nhất điều kiện kèm theo hoạt động ( di dời ) của thiết bị .

Cảm biến rung động là thiết bị đo dao động cơ học của máy móc hoặc linh kiện. Rung động xuất hiện trong công nghiệp có thể là đặc tính bình thường (tính toán trước), nhưng đôi khi là dấu hiệu của sự cố tiềm ẩn nguy hiểm.

Cảm biến gia tốc đo rung động, hay còn gọi là gia tốc kế – Accelerometer là loại cảm biến chuyển rung động thành tín hiệu điện bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện .
Cảm biến gia tốc có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và khoa học. Chúng được lắp trên những mạng lưới hệ thống dẫn đường quán tính của máy bay, trên máy tính, điện thoại cảm ứng, camera, … Máy thử nghiệm rung xóc ứng dụng những cảm ứng và thiết lập thiên nhiên và môi trường rung xóc để nhìn nhận ảnh hưởng tác động va đập và độ đáng tin cậy mẫu sản phẩm .

image 20210901102854 1

Hệ thống máy thử rung xóc chạy điện EV

Cấu tạo và nguyên lý của Cảm biến gia tốc đo rung động

Theo phương của rung động, hoàn toàn có thể phân ra hai loại rung động : Rung động dọc trục ( Axial Vibration ) và rung động hướng tâm ( Radial Vibration ) .
Rung động dọc trục là rung động theo phương song song với trục của động cơ ( hoặc phần hoạt động. Rung động dọc hoàn toàn có thể gây ra hư hỏng và mỏi những trục đệm nghiêng. Trục quay và những vòng đệm hoàn toàn có thể bị hư hại do bị đẩy vào trong hoặc va chạm. Rung động dọc trục thường được xem xét với những động cơ vận tốc thấp, ít xảy ra ( đáng kể ) với những động cơ quay vận tốc cao .
Rung động hướng tấm xảy ra khi có một lực tính năng từ bên ngoài vào trục quay. Đó thường là những bộ phận khác đang quay trên trục đó, có đặc tính không đều gây ra chênh lệch quay và lực tác động ảnh hưởng không giống hệt tới trục. Ví dụ một cánh quạt không được cân đối, bị biến dạng quay .
Ngày nay, có nhiều công nghệ tiên tiến hoàn toàn có thể đo đạc được đặc tính rung động :
– Gia tốc kế – Accelerometer : Cảm biến chuyển rung động thành tín hiệu điện bằng cách sử dụng hiệu ứng áp điện .
– Máy đo ứng suất – Strain Gauge : Cảm biến đo lực / áp suất bằng cách đo sự biến hóa về điện trở của vật tư .
– Dòng điện xoáy hoặc độ di dời điện dung – Eddy Current or Capacitive Displacement : Sự di dời của vật thể làm biến hóa sự tương tác từ trường với cảm ứng, từ đó đo được điện áp đổi khác theo từ trường .
– Cảm biến âm thanh / áp suất – Microphones or Acoustic Pressure Sensors : Cảm biến đo độ rung không tiếp xúc, bằng cách đo sự biến hóa áp suất gây ra bởi rung động và được truyền qua không khí .
– Laser – Laser Displacement : Phương pháp đo độ rung không tiếp xúc, bằng cách nghiên cứu và phân tích phản xạ tia laser truyền tới từ vật thể bị rung động đổi khác qua những thấu kính .
Trong công nghiệp, cảm ứng gia tốc được sử dụng thoáng rộng nhất, có nhiều lựa chọn, cung ứng được hầu hết cho mọi ứng dụn, độ đúng chuẩn cao và độ ồn thấp. Ba loại cảm ứng gia tốc phổ cập là : Gia tốc kế áp điện ( Piezoelectric Accelerometer ), gia tốc kế Piezoresistive ( Piezoresistive Accelerometer ), và cảm ứng điện dung ( Capacitive sensor ) .

Gia tốc kế áp điện

Gia tốc kế áp điện là loại phổ biến nhất vì tính hữu dụng và tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu cao (độ chính xác cao). Ở tấn số cao, cảm biến gặp vấn đề cộng hưởng làm phóng đại các nhiễu.

Dưới công dụng của rung động ( hoặc áp lực đè nén, ứng suất khác ), áp điện được hình thành trong những tinh thể bên trong gia tốc kế áp điện. Hiệu ứng áp điện này là tuyến tính. Lượng điện tích sinh ra tỉ lệ với độ lớn của rung động. Vì vậy, chỉ cần một biến hóa rất nhỏ công dụng vào cảm ứng sẽ đưa ra một tín hiệu ra .

image 20210901102854 2

Vật liệu thường được dùng để sản xuất gia tốc kế áp điện là silicon đơn tinh thể. Trên cơ sở công nghệ tiên tiến bán dãn, sự biến hóa áp điện cao hơn đáng kể so với những đồng hồ đeo tay đo biến dạng truyền thống lịch sử, do đó cảm ứng gia tốc co độ nhạy cao. Trong một dải tần số, hiệu ứng áp điện tuyến tính là không thay đổi, giúp thuận tiện đo đạc rung động. Cảm biến này có độ bền cao, chịu được thiên nhiên và môi trường khắc nghiệt, sản xuất đơn thuần, hoàn toàn có thể được làm từ những vật tư rẻ tiền .

Gia tốc kế Piezoresistive

Gia tốc kế Piezoresistive ngày càng thông dụng vì chúng khắc phục được những điểm yếu kém của gia tốc kế áp điện xảy ra ở tần số cao nhờ những giảm chấn bên trong. Nhưng giá tiền của chúng cũng cao hơn .
Hiệu ứng Piezoresistive cũng tương quan tới lực và ứng suất, tuy nhiên, thông số kỹ thuật điện trở mới là thông số kỹ thuật biến hóa trên những tinh thể, không phải là điện tích hay điện áp. Đây là hiện tượng kỳ lạ đổi khác điện trở của vật tư bán dẫn do tác động ảnh hưởng cơ học bên trong gia tốc kế Piezoresistive. Cảm biến gia tốc loại này cho độ phân giải thống kê giám sát cao, hoạt động giải trí được ở môi trường tự nhiên có nhiệt độ cao. Nhược điểm là chúng phải có nguồn điện phân phối, nên không tương thích với những mẫu sản phẩm chạy bằng pin hoặc có nguồn năng lượng thấp .

image 20210901102854 3

Gia tốc kế Piezoresistive được sản xuất phức tạp hơn so với gia tốc kế áp điện, hoàn toàn có thể sử dụng điện trở màng sắt kẽm kim loại mỏng dính, silicon đơn tinh thể hay những biến thể vật tư khác .

Cảm biến điện dung

Đây là loại cảm ứng thông dụng trên những thiết bị viễn thông di động do giá tiền rất rẻ. Cảm biến thường được gắn lên bảng mạch. Khi cảm ứng có gia tốc, khoảng cách giữa những tấm tụ điện đổi khác, màng ngăn trong cảm ứng chuyển dời, từ đó làm biến hóa điện dung. Tần số rung động đo được của cảm ứng là nhỏ, chỉ trong khoảng chừng vài trăm Hz, nhưng hoàn toàn có thể được cải tổ và đủ dùng cho những ứng dụng đại trà phổ thông của thiết bị. Cảm biến tương thích với những thiết bị thụ động hoặc hiệu suất thấp .

image 20210901102854 4

Để lựa chọn cảm ứng gia tốc đo rung động tương thích, cần chăm sóc tới những thông số kỹ thuật chính sau :
– Biên độ rung : Phạm vi rung xóc cần đo. Nếu đo ngoài khoanh vùng phạm vi đó, tín hiệu cảm ứng bị rơi lệch .
– Độ nhạy : Là thông số kỹ thuật quan trọng nhất của cảm ứng. Nó đặc trưng bằng tỉ lệ giữa tín hiệu điện quy đổi và gia tốc G .
– Số trục cần đo : Cảm biến thông dụng đo một trục xê dịch. Cũng có loại đo được nhiều trục .

Cảm biến gia tốc đo rung động ứng dụng hiệu ứng áp điện (hoặc điện trở) trên vật liệu bán dẫn, có ứng dụng rộng rãi trong với các hệ thống máy thử rung xóc, đo lường, an toàn và thử nghiệm. Các cảm biến có mặt trong hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại trong nhiều lĩnh vực như giao thông, liên lạc, y tế, … Có nhiều lựa chọn loại cảm biến gia tốc dựa trên nguyên lý và kích thước, cần xem xét cụ thể phạm vi ứng dụng để lựa chọn, tối ưu các ưu điểm của thiết bị.

>> > XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM >> >
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

VintechME – 1Tech Việt Nam là đơn vị chuyên cung cấp các giải pháp kỹ thuật toàn diện bao gồm trang thiết bị và các gói dịch vụ liên quan đến thử nghiệm, đo lường.
Hotline (Zalo/ Whatsaap): 0966 252 565/ 0979 388 908/ 0972 317 221
Email: [email protected]
Fanpage: https://www.facebook.com/vintechme
Website: https://vietlike.vn/
Địa chỉ: Số 197, đường Thụy Phương, Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam.

VIETLIKE.VN

CEO: Công ty TNHH Công Nghệ Truyền Thông Ez Media.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button