Cảm biến HYDAC là cảm biến tín hiệu gì?
Cảm biến HYDAC là một cảm biến điện tự phát điển hình, là một cảm biến dựa trên nguyên tắc chuyển đổi của hiệu ứng áp điện tạo ra điện tích trên bề mặt của một số tinh thể sau khi bị lực.
Cảm biến HYDAC còn được gọi là gia tốc kế áp điện. Nó cũng thuộc về cảm biến quán tính. Nó sử dụng hiệu ứng áp điện của một số chất như tinh thể thạch anh, và khi gia tốc kế bị rung, lực của khối lượng được thêm vào phần tử áp điện cũng thay đổi. Khi tần số rung được đo thấp hơn nhiều so với tần số vốn có của gia tốc kế, sự thay đổi lực tỷ lệ thuận với gia tốc được đo.
Tần số giới hạn trên của gia tốc kế cảm biến HYDAC phụ thuộc vào tần số cộng hưởng trong đường cong biên độ. Nói chung, giảm xóc nhỏ (z<=0,1) của gia tốc kế, nếu tần số trên được lấy bằng 1/3 tần số cộng hưởng, nó có thể đảm bảo rằng sai số biên độ dưới 1dB (tức là 12%); Nếu lấy 1/5 tần số cộng hưởng, có thể đảm bảo sai số biên độ nhỏ hơn 0,5dB (tức là 6%) và độ dịch pha nhỏ hơn 30.
Nhưng tần số cộng hưởng có liên quan đến tình trạng cố định của gia tốc kế, và đường cong tần số biên được đưa ra tại nhà máy thu được trong trường hợp cố định của kết nối cứng nhắc. Các phương pháp cố định thực tế thường khó đạt được kết nối cứng nhắc, do đó tần số cộng hưởng và tần số giới hạn trên sẽ giảm.
Phương pháp cố định cho cảm biến HYDAC
Việc sử dụng bu lông thép để cố định là cách để tần số cộng hưởng có thể đạt được tần số cộng hưởng của nhà máy. Các bu lông không được vặn tất cả vào lỗ vít cơ sở để tránh gây biến dạng cơ sở và ảnh hưởng đến đầu ra của gia tốc kế.
Cảm biến HYDAC được phủ một lớp silicone trên bề mặt lắp làm tăng độ tin cậy kết nối của bề mặt lắp không đồng đều. Có sẵn bu lông cạnh và miếng đệm mica khi cần cạnh để cố định gia tốc kế, nhưng máy giặt nên cố gắng ghi sổ. Sử dụng một lớp sáp cuốn sách để dán gia tốc kế trên bề mặt phẳng thử nghiệm, nó cũng có thể được sử dụng trong những dịp nhiệt độ thấp (dưới 40 ° C).
Phương pháp đo độ rung cầm tay, đặc biệt thuận tiện khi thử nghiệm đa điểm, nhưng lỗi đo lớn, độ lặp lại kém, tần số trần thường không cao hơn 1000Hz. Với nam châm cố định gia tốc kế, thuận tiện, nhiều trong đo tần số thấp. Phương pháp này cũng có thể làm cho gia tốc kế và thử nghiệm duyên.
Cảm biến HYDAC cũng có phương pháp cố định dài để gắn bu lông hoặc chất kết dính cứng. Tần số cộng hưởng của một số gia tốc kế điển hình sử dụng các phương pháp cố định khác nhau ở trên là khoảng: phương pháp cố định bu lông thép 31kHz, gioăng mica 28kHz, lớp sáp cuốn sách 29kHz, phương pháp cầm tay 2kHz,Phương pháp cố định nam châm 7kHz.
Độ nhạy là tỷ lệ giữa lượng đầu ra và lượng đầu vào. Ví dụ, một cảm biến dịch chuyển nhất định, với điện áp đầu ra thay đổi 200mV khi dịch chuyển thay đổi 1mm, độ nhạy của nó phải được biểu thị là 200mV/mm.
Độ nhạy có thể được hiểu là độ phóng đại khi đầu ra của cảm biến, kích thước của lượng đầu vào là pha.
Cải thiện độ nhạy, có thể có được độ chính xác đo cao hơn. Nhưng độ nhạy càng cao, phạm vi đo càng hẹp, độ ổn định cũng thường kém.
Độ phân giải
Độ phân giải đề cập đến khả năng thay đổi nhỏ mà cảm biến có thể cảm nhận được khi đo. Đó là, nếu số lượng đầu vào thay đổi chậm từ một giá trị khác không. Khi giá trị thay đổi đầu vào không vượt quá một giá trị nhất định, đầu ra của cảm biến không thay đổi, tức là cảm biến không thể phân biệt được sự thay đổi về lượng đầu vào này. Đầu ra của nó chỉ thay đổi khi số lượng đầu vào thay đổi vượt quá độ phân giải.
Thông thường, độ phân giải của cảm biến không giống nhau tại các điểm trong phạm vi đầy đủ, vì vậy giá trị thay đổi lớn trong lượng đầu vào có thể tạo ra sự thay đổi bước trong phạm vi đầy đủ thường được sử dụng làm thước đo độ phân giải. Các chỉ số trên được biểu thị bằng phần trăm của phạm vi đầy đủ, được gọi là độ phân giải. Độ phân giải có mối tương quan tiêu cực với sự ổn định của cảm biến.
Nguyên tắc lựa chọn
Để thực hiện một công việc đo lường cụ thể, hãy xem xét các nguyên tắc của cảm biến được sử dụng, điều này đòi hỏi phải phân tích nhiều yếu tố để xác định. Bởi vì, ngay cả khi đo cùng một lượng vật lý, có một loạt các nguyên tắc của cảm biến để lựa chọn, mà một nguyên tắc của cảm biến là phù hợp hơn, sau đó cần phải xem xét một số vấn đề cụ thể sau đây theo các đặc điểm của đo lường và điều kiện của cảm biến: kích thước của phạm vi; Yêu cầu về khối lượng cảm biến của vị trí được đo; Phương pháp đo lường là tiếp xúc hay không tiếp xúc; Phương pháp dẫn tín hiệu, đo có dây hoặc không tiếp xúc; Nguồn cảm biến, sản xuất hoặc nhập khẩu, có thể chịu được hay không, hoặc tự phát triển. [6]
Sau khi xem xét các vấn đề trên, bạn có thể xác định lựa chọn loại cảm biến nào, sau đó xem xét các chỉ số cụ thể của cảm biến.
Lựa chọn độ nhạy
Thông thường, trong phạm vi tuyến tính của cảm biến, bạn muốn độ nhạy của cảm biến càng cao thì càng tốt. Bởi vì chỉ khi độ nhạy cao, giá trị của tín hiệu đầu ra tương ứng với sự thay đổi được đo lường là tương đối lớn, có lợi cho việc xử lý tín hiệu. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ nhạy của cảm biến cao, tiếng ồn bên ngoài không liên quan đến phép đo cũng dễ dàng bị trộn lẫn và cũng sẽ được khuếch đại bởi hệ thống khuếch đại, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Do đó, yêu cầu là bản thân cảm biến phải có tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn cao, giảm thiểu tín hiệu nhiễu được giới thiệu từ bên ngoài.
Độ nhạy của cảm biến HYDAC có hướng. Khi được đo là số lượng một chiều và yêu cầu hướng cao hơn, nên chọn cảm biến có độ nhạy thấp theo hướng khác; Nếu được đo là một vectơ đa chiều, độ nhạy chéo của cảm biến được yêu cầu càng nhỏ thì càng tốt.
Đặc tính đáp ứng tần số của cảm biến HYDAC xác định dải tần số được đo và phải không bị biến dạng trong dải tần số cho phép. Trên thực tế, phản ứng của cảm biến luôn có độ trễ cố định, hy vọng độ trễ càng ngắn càng tốt.
Phản ứng tần số của cảm biến HYDAC truyền càng cao, dải tần số tín hiệu có thể đo được càng rộng.
Trong các phép đo động, các đặc tính phải được đáp ứng theo đặc điểm của tín hiệu (trạng thái ổn định, thoáng qua, ngẫu nhiên, v.v.) để không tạo ra lỗi quá lớn.
Phạm vi tuyến tính
Phạm vi đường của cảm biến đề cập đến phạm vi mà đầu ra tỷ lệ thuận với đầu vào. Về mặt lý thuyết, độ nhạy được duy trì ở một giá trị cố định trong phạm vi này. Phạm vi tuyến tính của cảm biến càng rộng, phạm vi của nó càng lớn và có thể đảm bảo độ chính xác đo nhất định. Khi chọn cảm biến, khi loại cảm biến được xác định sau đó, nó phụ thuộc vào phạm vi của nó có đáp ứng yêu cầu hay không.
Nhưng trên thực tế, không có cảm biến nào có thể đảm bảo tuyến tính, và tuyến tính của nó cũng tương đối. Khi yêu cầu độ chính xác đo tương đối thấp, trong một phạm vi nhất định, cảm biến có lỗi phi tuyến tính nhỏ có thể được coi là tuyến tính, điều này sẽ mang lại sự tiện lợi lớn cho phép đo.