Cảm biến gia tốc áp điện RION PV-90B (charge output)

Trong lĩnh vực đo rung động và phân tích dao động, yêu cầu về độ chính xác, tốc độ phản hồi và độ bền cơ học ngày càng trở nên khắt khe hơn. Đặc biệt với các ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu kết cấu, cơ học dao động, kiểm định máy móc và đo modal, một cảm biến nhỏ gọn nhưng có độ nhạy cao là yếu tố sống còn. Cảm biến RION PV-90B chính là một trong những đại diện xuất sắc của dòng cảm biến gia tốc piezoelectric hiện nay – đến từ thương hiệu danh tiếng RION – Nhật Bản.

RION PV-90B là cảm biến gia tốc áp điện dạng shear, kích thước nhỏ và dùng đầu ra điện tích (charge output). Cảm biến phù hợp cho thử nghiệm modal, đo rung trên kết cấu nhẹ và các phép đo tần số cao khi toàn bộ chuỗi đo đáp ứng yêu cầu.

Điểm quan trọng: PV-90B là cảm biến đầu ra điện tích thụ động, không phải cảm biến IEPE/CCLD. Không nối trực tiếp cảm biến vào ngõ IEPE/CCLD có cấp dòng; cần charge amplifier hoặc converter/preamplifier tương thích theo đúng sơ đồ cấp nguồn và đầu vào của thiết bị.

Hình ảnh RION PV-90B

Nguyên lý và phạm vi sử dụng

Khi gia tốc tạo lực lên phần tử áp điện, cảm biến sinh ra điện tích tỷ lệ với đại lượng đo. Cấu trúc shear giúp hạn chế ảnh hưởng của một số tải cơ học ngoài trục. Vì là cảm biến áp điện, PV-90B dùng cho tín hiệu rung động; không dùng để đo gia tốc tĩnh hoặc thành phần DC.

Khối lượng khoảng 1,2 g giúp giảm ảnh hưởng tải khối lượng lên mẫu thử. Tuy nhiên, trước khi chọn cảm biến vẫn cần kiểm tra dải tần quan tâm, mức gia tốc, cách gá, khối lượng mẫu, nhiễu cáp và dải đo của thiết bị xử lý tín hiệu.

Thông số chính của RION PV-90B

Giá trị độ nhạy thực tế có thể khác giá trị đại diện. Khi quy đổi điện áp thành gia tốc, hãy dùng hệ số trên phiếu hiệu chuẩn đi kèm đúng số serial của cảm biến.

Chuỗi kết nối tín hiệu

1. Gắn PV-90B lên bề mặt đo bằng phương án phù hợp và đúng hướng trục nhạy.
2. Nối cáp low-noise VP-51L hoặc cáp tương thích do RION chỉ định.
3. Chọn một chuỗi xử lý phù hợp: preamplifier VP-26A/VP-40/VP-42 nối vào ngõ CCLD/IEPE có cấp dòng không đổi; hoặc charge amplifier/converter được cấp nguồn riêng và có đầu ra điện áp phù hợp.
4. Chỉ nối tới máy phân tích hoặc DAQ sau khi đã xác nhận kiểu ngõ vào, dải điện áp, nguồn CCLD và trở kháng tương thích.

Không nối trực tiếp PV-90B vào ngõ IEPE/CCLD và cũng không nối preamplifier CCLD vào một ngõ điện áp thụ động không có nguồn dòng phù hợp.

Cáp phải được cố định để không kéo trực tiếp lên cảm biến và để giảm nhiễu do chuyển động cáp. Làm sạch bề mặt gá, tuân thủ mô-men lắp trong tài liệu của nhà sản xuất và tránh làm rơi cảm biến.

Ứng dụng và tiêu chí lựa chọn

• Thử nghiệm modal trên chi tiết hoặc kết cấu nhẹ.
• Đo rung tần số cao của cụm cơ khí, motor và linh kiện.
• Phân tích NVH khi mức tín hiệu và dải tần nằm trong phạm vi của toàn chuỗi đo.
• Đo trong phòng thí nghiệm khi cần giảm mass loading do cảm biến.

Đối với cầu, sàn hoặc nhà cao tầng, chỉ nên chọn PV-90B sau khi xác nhận tần số quan tâm từ 1 Hz trở lên và đánh giá mức tín hiệu dự kiến. Không nên mô tả chung cảm biến này là giải pháp cho mọi phép đo rung biên độ thấp.

Tài liệu tham khảo

Nguồn thông số: trang sản phẩm PV-90B và catalog PV Series chính thức của RION. Để so sánh với phép đo biến dạng, xem bài strain gauge và cầu Wheatstone. Khi vận chuyển cảm biến, có thể tham khảo vali và mút định hình cho thiết bị.