Was ist ein HYDAC-Sensor?
Ein HYDAC-Sensor ist ein typischer spontaner elektrischer Sensor, der sich auf den piezoelektrischen Effekt der elektrischen Ladung an seiner Oberfläche richtet, wenn bestimmte Kristalle beaufschlagt werden.
Der HYDAC-Sensor wird auch als piezoelektrisches Beschleunigungsmesser bezeichnet. Es gehört auch zu Trägheitssensoren. Es ist die Verwendung bestimmter Substanzen wie Quarzkristalle piezoelektrischen Effekt, wenn das Beschleunigungsmesser vibriert, Massenblock auf die Kraft des piezoelektrischen Elements ändert sich. Wenn die gemessene Schwingungsfrequenz deutlich niedriger ist als die inhärente Frequenz des Beschleunigungsmessers, ist die Kraftänderung im Verhältnis zur gemessenen Beschleunigung.
Die obere Grenzfrequenz des HYDAC-Sensorbeschleunigungsmessers hängt von der Resonanzfrequenz in der Amplifikationskurve ab. Allgemeine kleine Dämpfung (z = 0,1) Beschleunigungsmesser, wenn die oberste Grenzfrequenz als 1/3 der Resonanzfrequenz genommen wird, kann der Amplifikationsfehler weniger als 1 dB (dh 12%) gewährleisten; Wenn man 1/5 der Resonanzfrequenz nimmt, kann man sicherstellen, dass der Amplifikationsfehler kleiner ist als 0,5 dB (d.h. 6%) und die Phasenverschiebung kleiner ist als 30.
Die Resonanzfrequenz hängt jedoch mit dem festen Zustand des Beschleunigungsmessers zusammen, und die Amplitude-Frequenzkurve, die bei der Herstellung des Beschleunigungsmessers gegeben wird, wird bei einer festen Verbindung erhalten. Praktische Fixierungsmethoden sind oft schwierig, starre Verbindungen zu erreichen, so dass sowohl die Resonanzfrequenz als auch die oberste Grenzfrequenz sinken.
Fixierungsmethoden für HYDAC-Sensoren
Die Verwendung von Stahlschrauben ist eine Methode, damit die Resonanzfrequenz die Fabrikresonanzfrequenz erreichen kann. Die Schrauben dürfen nicht vollständig in die Basisschraubenbohrung eingeschraubt werden, um eine Verformung der Basis zu vermeiden, die den Ausgang des Beschleunigungsmessers beeinflusst.
Der HYDAC-Sensor beschichtet die Montagefläche mit Siliziumschicht, um die Verbindungssicherheit bei unebenen Montageflächen zu erhöhen. Zum Fixieren des Beschleunigungsmessers können Randschrauben und Walzendichtungen verwendet werden, aber die Dichtung sollte so gut wie möglich gebucht werden. Verwenden Sie eine Schicht von Buchwachs, um das Beschleunigungsmesser auf der flachen Oberfläche des Probens zu kleben, und es kann auch bei niedrigen Temperaturen (unter 40 ° C) verwendet werden.
Die Methode der Schwingungsmessung mit Handsonde ist besonders bequem bei der Mehrpunktprüfung, aber der Messfehler ist groß, die Wiederholbarkeit ist schlecht und die oberste Grenzfrequenz ist in der Regel nicht höher als 1000Hz. Mit einem magnetischen Festbeschleunigungsmesser ist es bequem, mehr in der niederfrequenten Messung. Diese Methode ermöglicht auch das Beschleunigungsmessgerät mit dem Testteil Rand.
Auch die Methode der Fixierung von HYDAC-Sensoren mit Hartklebstoffen oder Klebemitteln ist lang. Die Resonanzfrequenz eines typischen Beschleunigungsmessers mit den oben genannten verschiedenen Fixierungsmethoden beträgt etwa: Stahlschrauben-Fixierungsmethode 31 kHz, Walzendichtung 28 kHz, Beschichtungswachsschicht 29 kHz, Handheld-Methode 2 kHz,Magnetfestierung 7kHz.
Das Maßstab der Empfindlichkeit ist das Maßstabsverhältnis zwischen Ausgang und Eingang. Zum Beispiel sollte ein Verschiebungssensor, der sich bei einer Verschiebung von 1 mm ändert und die Ausgangsspannung auf 200 mV ändert, seine Empfindlichkeit auf 200 mV/mm ausgeben.
Wenn der Ausgang und die Eingangsmenge des Sensors gleichzeitig sind, kann die Empfindlichkeit als Vergrößerungsvermöglichung verstanden werden.
Erhöhte Empfindlichkeit für eine höhere Messgenauigkeit. Je höher die Empfindlichkeit, je enger der Messbereich ist, desto schlechter ist die Stabilität.
Auflösung
Die Auflösung bezieht sich auf die Fähigkeit des Sensors, kleine gemessene Veränderungen zu spüren. Das heißt, wenn sich die Eingangsmenge langsam von einem bestimmten Nicht-Nullwert ändert. Wenn der Wert der Eingangsänderung einen bestimmten Wert nicht überschreitet, ändert sich die Ausgabe des Sensors nicht, d. h. der Sensor kann die Änderung dieser Eingangsmenge nicht erkennen. Die Ausgabe ändert sich nur, wenn sich die Eingangsmenge ändert, die die Auflösung übersteigt.
Normalerweise ist die Auflösung der Punkte des Sensors im Vollbereich nicht gleich, daher werden häufig große Änderungswerte in der Eingangsmenge verwendet, die eine schrittweise veränderte Ausgabe im Vollbereich erzeugen können. Diese Kennzahl wird als Prozentsatz des vollen Skalenbereichs bezeichnet, als Auflösung. Die Auflösung korreliert negativ mit der Stabilität des Sensors.
Auswahlprinzipien
Um eine spezifische Messung durchzuführen, muss berücksichtigt werden, welches Prinzip der Sensor verwendet wird, was nach der Analyse vielfältiger Faktoren bestimmt werden muss. Da auch bei der Messung der gleichen physikalischen Größe mehrere Prinzipien der Sensoren zur Auswahl stehen, welches Prinzip der Sensor besser geeignet ist, müssen einige spezifische Fragen basierend auf den gemessenen Eigenschaften und den Bedingungen des Sensors berücksichtigt werden: Größe des Messbereichs; Anforderungen an das gemessene Positionsvolumen des Sensors; Die Messmethode ist kontaktfrei oder kontaktfrei; Signalgeführungsmethoden, drahtgebundene oder kontaktlose Messungen; Die Quelle des Sensors, ob sie hergestellt oder importiert wird, kann sie sich leisten oder selbst entwickelt werden. [6]
Nach Berücksichtigung der oben genannten Fragen kann bestimmt werden, welche Art von Sensor gewählt wird, bevor die spezifischen Indikatoren des Sensors berücksichtigt werden.
Auswahl der Empfindlichkeit
Normalerweise wird im linearen Bereich des Sensors gewünscht, dass je höher die Empfindlichkeit des Sensors ist, desto besser. Denn nur bei hoher Empfindlichkeit ist der Wert des Ausgangssignals, der der gemessenen Veränderung entspricht, vergleichsweise groß, was die Signalverarbeitung fördert. Beachten Sie jedoch, dass die Empfindlichkeit des Sensors hoch ist und auch äußeres Geräusch, das nicht mit der Messung verbunden ist, leicht vermischt wird und auch durch das Verstärkungssystem verstärkt wird, was die Messgenauigkeit beeinflusst. Daher ist es erforderlich, dass der Sensor selbst ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, um das von außen eingeführte Störsignal zu minimieren.
Die Empfindlichkeit des HYDAC-Sensors ist orientiert. Wenn die Messung einvektorisch ist und die Richtungsanforderungen höher sind, sollten andere Sensoren mit geringer Richtungsempfindlichkeit ausgewählt werden; Wenn es sich um einen mehrdimensionalen Vektor handelt, ist eine geringere Kreuzempfindlichkeit des Sensors erforderlich.
Die Frequenzreaktionseigenschaften des HYDAC-Sensors bestimmen den gemessenen Frequenzbereich und müssen im zulässigen Frequenzbereich verzerrungsfrei bleiben. In der Tat hat der Sensor immer eine Verzögerung, hoffentlich je kürzer die Verzögerungszeit ist.
Je höher die Frequenzreaktion des übertragenen HYDAC-Sensors ist, desto breiter ist der messbare Signalfrequenzbereich.
Bei dynamischen Messungen sollten die Reaktionseigenschaften entsprechend den Merkmalen des Signals (stabiler Zustand, transienter, zufälliger usw.) reagiert werden, um übermäßige Fehler zu vermeiden.
Linearer Bereich
Der lineare Bereich des Sensors bezieht sich auf den Bereich, der dem Ausgang und dem Eingang proportional ist. In diesem Bereich bleibt die Empfindlichkeit theoretisch fest. Je breiter der lineare Bereich des Sensors ist, desto größer ist sein Messbereich und eine gewisse Messgenauigkeit gewährleistet. Bei der Auswahl eines Sensors hängt ab, ob die Art des Sensors die Anforderungen erfüllt.
Aber in der Tat kann kein Sensor die Linearität garantieren, und seine Linearität ist auch relativ. Wenn die geforderte Messgenauigkeit niedrig ist, kann ein Sensor mit einem nicht-linearen Fehler in einem gewissen Bereich ungefähr als linear betrachtet werden, was die Messung sehr bequem macht.