【应用】简析小型机械监测中的压电式加速度传感器及可变电容振动传感器

时间： 2019-01-27 来源：TE

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

如果机器发生故障，会严重影响到生产作业，使得交付时间延迟，会造成经济损失。在过去，加速度传感器主要用于重型高端机械，例如风力发电机组、工业泵、压缩机和暖通空调系统。随着数字化工业革命的浪潮和自动化程度的提高，市场对中/小型系统的批量检测需求持续增加：机床主轴、传送系统、分拣台等，都需要更好的预测性维护。

在工业状态监测和预测性维护应用中，你知道哪些关键因素对确保长期、可靠、稳定和准确的性能至关重要吗？这些因素不能忽视：

· 高频率响应

· 测量分辨率和动态范围

· 基于最小偏移量的长期稳定性

· 工作温度范围

· 封装选型和安装便捷性

· 传感器输出选项

泰科电子（TE connectivity，以下简称“TE”）在本文回顾以下适用于状态监测的压电式（PE）加速度传感器和可变电容振动传感器（MEMS VC）两种不同技术类型。

压电式（PE）加速度传感器

压电式 (PE) 加速度传感器包含自身的压电晶体，在受到外部激励 (如振动机械) 应力时，压电晶体会提供信号。大多数压电式传感器都基于锆钛酸铅陶瓷 (PZT)，这些陶瓷经过极化处理，可排列偶极子并使晶体产生压电效应。由于 PZT 晶体可提供宽温度范围、宽动态范围和宽频带宽 (可用于 >20KHz)，因此 PZT 晶体是状态监测应用的理想选择。

一般来说，有两种主要结构类型的压电加速度传感器设计：压缩类型和剪切类型。

· 压缩类型设计通过在晶体顶部加载一个质量块并施加预载力以使压电晶体受压来实现。由于性能限制，此类设计已经过时，不符合现在的需求。

图1 压缩类型示意图

· 剪切类型设计通常包含一个环形剪切晶体，以及固定在一个支撑柱上的环形质量块，相比压缩模式设计具有更好的性能，更不易受到热应力的影响，从而提高了稳定性。目前提供的大多数状态监测加速度传感器设计都是剪切模式。

图2 剪切类型示意图

可变电容振动传感器（MEMS VC）

可变电容 (VC) 传感器根据在两个平行电容板之间移动的激荡量块的电容变化来推导加速度测量值。电容变化与施加的加速度成正比。VC 加速度传感器要求 IC 与感应元件紧密耦合，以将微弱的电容变化转换成电压输出。这种转换过程通常会导致较差的信噪比和有限的动态范围。

可变电容传感器通常由硅晶片制造并制造成微型 MEMS (微机电系统) 芯片。

压电式加速度传感器（PE）VS 可变电容振动传感器（MEMS VC）

关于这两种模式在工业状态监测和预测性维护应用中，TE进行了详细的测评，想要知道最后结果吗？带你快速一览！

图3 压电式加速度传感器和可变电容振动传感器技术参数对比

相信你已经大致了解压电振动传感技术与可变电容振动传感技术的不同技术特性。孰优孰劣，要取决于最终应用。在日常工业状态监测和预测性维护应用中，压电式振动加速度传感器是比较常见的选择，成熟的技术能确保长期稳定的运作。嵌入式PE振动加速度传感器适用于低速、高速机械，还可以为早期故障监测提供更好的信号分辨率。

作为全球最大的传感与连接品牌，TE的创新传感器解决方案能将合作伙伴的概念转化为智能互联产品！

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由杯中的清泉转载自TE，原文标题为:防患于未然，小型机械监测你真的了解吗？，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【应用】通用工业型加速度传感器786A在Loudoun 污水处理厂中应用案例

对于污水处理厂这种重要的市政工程来说，如果机器因泵失效而造成停机，所带来的经费损失是非常严重的。Loudoun污水处理厂采用Wilcoxon振动传感器对机器健康状态进行连续振动监测，防止可能造成的设备停机。该厂为一个新的泵站中的泵安装了振动传感器，以延长设备运行时间。

2019-08-06 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】TE为智能交通提供一系列解决方案：速传感器DSD25、加速度传感器4334、轴温传感器310

TE的DSD25速度传感器拥有出色的EMC特性，超低功耗、可与其他传感器协同工作等特性也为轨交智能升级提供更大便利性和灵活度。4334加速度传感器适用于轨道列车严苛的安装环境，能够在高温、高压、高摩擦、高振动环境下，依然精准检测列车行驶状态。310系列轴承RTD探头的轻量化与高性价比优势使其在轨交用齿轮箱等设备中大面积使用。

2019-06-26 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】宽带宽三轴压电式加速度传感器830M1可用于设备状况监测，严苛环境下仍保持可靠准确

TE Connectivity宽带宽三轴压电式加速度传感器830M1。在机器运行状况监测应用场景中，宽带宽、小尺寸、低功耗和稳定的性能极为重要。830M1针对关键机器运行状况监测进行了优化，可提供出色的测量带宽（高达 15 kHz）、卓越的分辨率。

2021-10-15 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【选型】TE Connectivity（泰科TE）传感器选型指南

目录- 数字元件传感器和开发工具流量传感器力传感器湿度传感器液位传感器血氧传感器压电薄膜传感器位置传感器压力传感器速率和惯性传感器扫描阀及系统速度传感器温度传感器扭矩传感器超声波传感器振动传感器水位传感器

型号- 7504A,3255A,T500,1220,CD9515,DSD 25,68CM1,FS-90,1210,FS-91,4602,HTU3535PVBM,4604,7505A,AISI-304,1230,MS4525DO,DSD 17,MACRO CD375,TSYS02D,D5100,4610,MS8607,ACCUSTAR EA,EPRB,XP5,805,808,89BSD,D,E,F,T400,4630,SDT1,1240,P1200,606M1,PS2011AB,DSD 40,ELM-4000,3058A,MS5803-01BA,FMT,SIL-3,M7100,LS809-31,EGCS-D5,4332M3,TLH100,FTP520,MS54XX,EGCS-D0,ESP 64HD,XL403D,AST46HA,710,832,FN7110,834,EB,PS501,LDM-1000,U86B,DP86,52M30,PS2021AB,EV,M905,EX,720,RVIT-Z,603,LS509-51,ELM-5000,TS318-3B0814,FN4070,H005,H009,TLH,610,RCS01-10,31207B,FTP540,PML 1000,LDS309-11N,EPB-PW,735,EVS722-51,FN9630,MACRO HPGS 750,GC,FN9635,FLDT1,U7100,FTP530,85F,FN4080,AISI-400,834M1,HTU2X,ARD154,EPB,EGAXT,VS804-21,HC,65210E,EPL,7108A,86A,CLP,AST46SW,HR,MS52XX,AST4510,KMT32B,KPSI 730,750,KPSI 735,FTP560,633,634,7531A,XFTC300,Y12AD,FTP552,FTP553,FTP554,AST4401,AST4400,AST4520,KPSI 720,U5700,KPSI 600,FN4055,KPSI 601,MS5803-30BA,FTP551,31206B,FN9620,DPG,LL-01,FN7325,DPL,DPN,98RK-1,64B,40A,64C,40B,HTF3000LF,52F,3022,DSF EX-ATEX,KPSI 750,KMT37,FN3050,TPT,64X,KMT39,9916,53A,AST43LP,AST4500,KPSI 500,KPSI 501,KPSI 745,3028,GÏΜÁÐ,86BSD,8811-01,PM50,KMA36,TSYS01,LT,TSYS02,ATA-2001,KMT36H,P900,LBB,PM81,FN3030,DSD,3038,DSF,CM-01,DSH,8021-AP,8021-AR,DSL,PM83,ML,DT1,4020,TSD,6200,DSS,AST46PT,AST44LP,805M1,AST4600,DSY,TSD305,7500A,DC-SE,EGAXT3,MS5525ASO,4030,LDTC,XPM10,MS4515DO,330,MACRO HSTA/R,KPSI 710,MSP300,335,AST20HA,XS-C,XS-D,7501A,LL-10,HTU3535PVBM/WIRE,MACRO SSI/R,PT101,HTG351XCH,AST2000H2,342,KPSI 700,16HD,KPSI 705,LS304-31,LMM-H04,LMM-H03,FN3148,DSD 70,7502A,7514A,P700,4810A,CD1110,KPSI 330,8021-VP,8021-VR,KPSI 335,AST4000,EÏΜÁÐ,7135A,13,XFL212R,6000,17,LVM-110,KPSI 320,AST44XX,8711-01,121,FN3002,AST5100,LCS-03,FN3000,CS1120,R36,PCA 375,U5300,RT9,RT8,M3200,7100A,23,9400,TLH600,CPA150,27,HS1101LF,28,M210,AST20SW,KPSI 351,KPSI 353,HTU383X/WIRE,IT9000,130,KPSI 355,AST5300,AST4100,SG,CD1140,XPM4,SK,7101A,SM,FX19,MSP100,EPM-5000,SP,TPT300V,PM101,MSP340,SR,33,37,PT9000,AST45XX,KPSI 342,1201F,MT3A,ACH-01,SL-630,M5600,7102A,43,TS,EL20-S458,MS5805,XFU400,SP683,47,MS5803,MP 2000,P981,KPSI 30,HTM2500LF,CS1210,AST5400,MLP,FN1010,HTU2XF,HM1520LF,TS305-10C50,TRUBLUE 585,16MS,52,KPSI 27,MS32,KPSI 28,58,DÏΜÁÐ,MS1451,XPM6,AST46XX,ESP 32HD DTC,160,PT1,161,AST4200,PT5,DSH 16,DOG2,FX29,ESP 64HD DTC,7104A,TRUBLUE 575,FN2114,US300,9146-R,PTX,85BSD,7105A,MS5837,9216,KMA36A,AST20PT,AST4300,MS1471,9146-T,808M1,U5600,FN2570,CD1050,EPM-4001,XP,82,MS5525DSO,85,86,TRUBLUE 555,FS-01,89,MS5607,FS-02,8011,MS4515,FS-05,FS-06,ED32I,MACRO GHSE/R,MS5840,PS2031AB,G系列,8032-01,FN2420,R60D,3052A,154BSD,MS4525,MS5611,XFC200R,EPIH,ELAF,HTU383X,M12,3801A,1620,KMY,65210ES,KMZ,FN2317,M150,AST46DS,11206AC,PS831,8021-01,EGCS-D1S,KPSI 300DS,1630,820M1,XPC10,TSEV,53AF,140A,SL-900,MS5637,MS4426,CD1124T,MS4425,EVS312-11N,MT2,MT3,CS1060,CD1095,832M1,VCS-06,MTA,VCS-04,3700,M5200,FN7080,P105,P101,32HD,9022,E系列,FS19,HTU21DF,7131A,FC22,FC23,4630M12,9034,142A,9038,154N,4801A,9032,LIM-420,9033,5905,7132A,LTA,LTB,4630M14,5903,PT8000,P125,TS318-5C50,T600,8102A,LTR,HM1500LF,D系列,R30A,HTU21D,8011-01,PS801,KPSI 380,NDT-1,FS20,4835A,AST43XX,ACCUSTAR,U5200,1201,FCA7300,AD-101,PS811,VS309-51N,KMXP,11207AC

2019年6月 - TE CONNECTIVITY - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

【技术】如何正确理解加速度传感器频率响应特性？

在加速度传感器的各项指标中，频率响应是个非常重要的参数，它是传感器提供线性反应的频率范围。本文着重从频率响应出发带领大家更深入了解加速度传感器。

2017-12-18 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

1203-0500-360 Vibration Sensors 3D PDF

型号- 1203-0500-360

2021-03-05 - TE CONNECTIVITY - CAD模型库 - Revision K 代理服务技术支持现货查询批量订货

TE Connectivity（泰科TE）传感器（加速度传感器）解决方案

描述- TE二十年来一直致力于加速度传感器的研发和制造。电荷模式压电加速度传感器专为测量高温环境下的冲击和振动而设计。当传感器和高品质的电荷放大器一起使用时，还为用户提供宽广的动态范围测量。静态响应加速度传感器用于精确测量物体的运动状态(速率，位移)。结合先进的MEMS技术和最新的模拟/数字集成电路，我们的静态加速度传感器能为客户提供优异的性能和额外的使用价值。产品都符合EAR99，RoHS和CE标准。

型号- 7108A,8011,3255A,1201/1201F,3022/3028,4810A,EGCS-D0,7120A/7122A,7131A/7132A,3038,805/805M1,68CM1,4630/4630A,4610/4610A,7531A,8032-01,834/834M1,58,4602/4604,4020/4030,53/53A,40A/40B,4801A,160,161,8711-01,121,3052A/3058A,EGCS,3801A,810M1,8011/8021-01,7500A,EGAXT3,8021-AR/AP,LDTC,52F,8021-VR/VP,140/142,EGCS-D1S,130,832/832M1,606M1,808/808M1,7100A/7101A,7501A,7104A/7105A,4807A,8042,MEAS,EGAXT,EGCS-S425,52/52M30,4000A/4001A,7102A,3700,64B/64C,7502A,7504A/7505A,7514A

2016年02月 - TE CONNECTIVITY - 应用及方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】TE加速度传感器在风力发电机组中的应用

TE提供的加速度传感器广泛地应用于风力发电机组上，便于工程师早期发现其主要轴承，齿轮箱和发电机等部件的工作异常并干预维护。

2017-09-29 - 新应用代理服务技术支持现货查询批量订货

1201F-0200-360 Vibration Sensors 3D PDF

型号- 1201F-0200-360

2021-02-16 - TE CONNECTIVITY - CAD模型库 - Revision R 代理服务技术支持现货查询批量订货

【产品】三轴嵌入式压电加速度传感器830M1，带宽达15kHz，支持±25g~±2000g动态范围

TE推出的830M1三轴向加速度计针对机器健康监测进行了优化，提供了出色的测量带宽（高达15kHz）和卓越的分辨率，并采用高度稳定的 PE 传感技术设计，为恶劣环境中的状态监测应用提供长期、可靠、稳定和准确的测量性能。

2021-08-14 - 新产品代理服务技术支持现货查询批量订货

【经验】 TE加速度振动传感器的安装方式及要点

TE为旋转机械健康监测提供了全面的解决方案，但是在使用的过程中，安装方式应该引起高度重视。

2017-11-03 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

1201F-0500-360 Vibration Sensors 3D PDF

型号- 1201F-0500-360

2021-02-16 - TE CONNECTIVITY - CAD模型库 - Revision R 代理服务技术支持现货查询批量订货

2024年安费诺传感器Wilcoxon振动加速度系列产品简介

本文介绍安费诺传感器旗下的Wilcoxon Sensing Technologies的产品，针对不同应用场景下产品应用类型以及主推产品型号传感器产品。Wilcoxon拥有成功的应用记录和优势的传统，可为水下环境提供先进的解决方案，以及全系列的高品质工业振动传感器、变送器和支持仪器，可在许多应用中实现准确可靠的振动测量。