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如何挑選合適的加速規?

如何挑選合適的加速規?

加速規,是我們量測振動最常使用感測器。主要在於它高頻部份優異的量測特性外,在中低頻的速度及位移,也可以用積分的方式獲得結果。

因此我們重點分享一下挑選加速規的方式。

如何挑選加速規,我們一般會有以下幾項參考地方

量測範圍 / 靈敏度 (measurement range / sensitivity)

頻率範圍 (frequency range)

解析度 (resolution)

操作溫度 (Temperature Range (Operating))

尺寸(size)

 

如果你要確認你挑選的加速規適不適合,大部份都會先就兩個重要的參考規格去挑選,第一個是量測範圍,也就是加速規的靈敏度,第二個是頻率的範圍。 其他在解析度,溫度,尺寸,訊號線部分,雖然會有期望的規格,但不全然是必要的條件。一般來說壓電式的加速規會分為ICP(或名IEPE)跟Charge兩種型式…除非高溫的需求之外(操作溫度100度C以上), 一般都是以挑選ICP形式加速規為主,因為ICP加速規相較於同規格Charge加速規,價格會低很多yes

而ICP type為目前壓電式加速規的主流。

 

(一)量測範圍 / 靈敏度

 

根據量測時可能的最高加速度值(g):我們建議的靈敏度如下

> 10 g           選擇   10mV/g

< 10 g           選擇   100mV/g

< 1g       選擇    500mV/g or higher

那麼到底我們的應用會有多少g呢? 我們可以以三種主要方式來區分

一、微振動,如果是要量測很小的振動(人體不易感受到或是頻率很低)通常在1g以下 ex:地板振動、基座振動、地震。建議選擇1000mV/g以上的感測器。
二、一般轉動設備造成的振動,約落在1-50g 之間。建議100mv/g的感測器。

三、撞擊,如果是撞擊測試一般會在50g 以上,建議選擇量測範圍500g的加速規 ,如果撞擊面為金屬對金屬則可以選擇更高g值的感測器。建議10mv/g或是5mv/g的感測器。

 

(二)頻率範圍

頻率範圍是加速度能夠量測的有效頻寬,而它會以參考頻率做基準點,往高及往低的頻率去做校正確認,加速規的參考頻率(校正參考點):

一般:100Hz ;歐洲159.2Hz,而一些低頻的加速規,則會在:10Hz

如上圖,頻寬等級一般可分為5%,10%,3dB,5%的頻寬範圍最窄,但最為準確,量測建議還是以5%的頻寬為主。也建議大家在選擇時注意是+-5%或是+-1dB,因為1dB基本上已經差了20%,以免買了卻不符所需sad

 

(三)解析度

解析度為能夠量測到的最小單位,也是加速規品質的判定依據之一,解析度越小,也就是量測的精度越高。一般來説,在感測材質上,壓電陶瓷解析度比石英小(better),解析度也分為兩種標示方式

   Broadband Resolution:簡單解釋為raw data的noise大小

   Spectral Noise :在定義上為FFT後的noise大小

另外同種加速規解析度越高通常量測範圍越小,反之解析度越小量測範圍越大。這部分可以用地磅跟料理秤來理解,地磅可能最小單位為公斤(解析度低量測範圍大),而料理秤最小單位為克(解析度高量測範圍小)

 

(四)操作溫度

操作溫度也是選擇加速規一個重要依據,大致上可分為一般溫度,高溫,低溫幾種參考方式

溫度範圍

一般溫度(ICP type)

大多數ICP加速規適用於-50℃~121℃之環境。有部份甚至可達可達163℃。

僅有極少部份低於80℃

 

高溫應用(Charge)

操作溫度超過100℃,則建議使用高溫式ICP或電荷(Charge)輸出型式感測器(PCB產品為357 series),有些特殊設計型式,溫度甚至可達649℃(1200℉)。

低溫應用

 

某些特殊低溫應用,低溫可達-196℃~121℃,(PCB產品為351 series)

 

*另外要注意到是,如果量測過程中,操作溫度變化很大,那盡量選擇

LTC (Low Temperature Coefficient)的加速規,其可以將溫度變化造成靈敏度差異降至最低。

 

(五)尺寸 (分為大小及重量)

 

大小部份,配合待測物及量測條件即可,有時需注意到加速規出線的方向是上方(top)還是側方(side),這也會跟量測的方便性有關

重量部份則較需要注意,因為F = M×A = (M+m)×A’,所以加速規的質量是會影響待測物的振動狀況的。

為了避免質量效應

加速規重量盡量小於待測物重量的1/100。

而最差不得大於待測物的1/10。

 

以上是挑選加速規常用的五個參考重點,當然依不同的使用條件,也會不同的參考選擇,如果您在挑選加速規上有任何疑問,我們都非常歡迎您跟譜威聯絡,我們會與您討論,一起挑選最適合您測試使用的加速規。不用客氣,歡迎來電!!

 

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