深度了解SICK傳感器的選型、安裝、排障

    深度了解SICK傳感器的選型、安裝、排障
    SICK傳感器為滿足使用中的工況環(huán)境和量程、精度等需求，要做正確的選型，我們來(lái)了解下加速度傳感器有哪些技術(shù)要求。
    SICK傳感器的選型要求
    SICK傳感器的靈敏度是傳感器的zui基本指標(biāo)之。傳感器的靈敏度應(yīng)根據(jù)被測(cè)振動(dòng)量（加速度值）大小而定，但由于壓電加速度傳感器是測(cè)量振動(dòng)的加速度值，而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號(hào)的頻率平方成正比，所以不同頻段的加速度信號(hào)大小相差甚大。
    大型結(jié)構(gòu)的低頻振動(dòng)其振動(dòng)量的加速度值可能會(huì)相當(dāng)小，例如當(dāng)振動(dòng)位移為 1mm, 頻率為1 Hz 的信號(hào)其加速度值僅為0.04m/s2(0.004g)；然而對(duì)高頻振動(dòng)當(dāng)位移為0.1mm，頻率為10 kHz的信號(hào)其加速度值可達(dá)4 x 10 5m/s2(40000g)。因此盡管壓電式加速度傳感器具有較大的測(cè)量量程范圍，但對(duì)用于測(cè)量高低兩端頻率的振動(dòng)信號(hào)，選擇加速度傳感器靈敏度時(shí)應(yīng)對(duì)信號(hào)有充分的估計(jì)。
    zui常用的振動(dòng)測(cè)量壓電式加速度計(jì)靈敏度，電壓輸出型（IEPE 型）為50~100 mV/g，電荷輸出型為10 ~ 50 pC/g。
    SICK傳感器的測(cè)量量程范圍是指?jìng)鞲衅髟诙ǖ姆蔷€性誤差范圍內(nèi)所能測(cè)量的zui大測(cè)量值。通用型壓電加速度傳感器的非線性誤差大多為1%。作為般原則，靈敏度越高其測(cè)量范圍越小，反之靈敏度越小則測(cè)量范圍越大。
    IEPE電壓輸出型壓電加速度傳感器的測(cè)量范圍是由在線性誤差范圍內(nèi)所允許的zui大輸出信號(hào)電壓所決定。而電荷輸出型測(cè)量范圍則受傳感器機(jī)械剛度的制約，在同樣的條件下傳感敏感芯體受機(jī)械彈性區(qū)間非線性制約的zui大信號(hào)輸出要比IEPE型傳感器的量程大得多，其值大多需通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
    般情況下SICK傳感器靈敏度高，其敏感芯體的塊也就較大，傳感器的量程就相對(duì)較小。同時(shí)因塊較大其諧振頻率就偏低這樣就較容易激發(fā)傳感器敏感芯體的諧振信號(hào)，結(jié)果使諧振波疊加在被測(cè)信號(hào)上造成信號(hào)失真輸出。因此在zui大測(cè)量范圍選擇時(shí)，也要考慮被測(cè)信號(hào)頻率組成以及傳感器本身的自振諧振頻率，避免傳感器的諧振分量產(chǎn)生。同時(shí)在量程上應(yīng)有足夠的安全空間以保證信號(hào)不產(chǎn)生失真。
    SICK傳感器頻率測(cè)量范圍是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定的頻率響應(yīng)幅值誤差內(nèi)（±5%, ±10%, ±3dB）傳感器所能測(cè)量的頻率范圍。頻率范圍的高，低限分別稱(chēng)為高，低頻截頻率。截頻率與誤差直接相關(guān)，所允許的誤差范圍大則其頻率范圍也就寬。作為般原則，傳感器的高頻響應(yīng)取決于傳感器的機(jī)械特性，而低頻響應(yīng)則由傳感器和后繼電路的綜合電參數(shù)所決定。高頻截止頻率高的傳感器必然是體積小，重量輕，反之用于低頻測(cè)量的高靈敏度傳感器相對(duì)來(lái)說(shuō)則定體積大和重量重。
    選擇加速度計(jì)的頻率應(yīng)高于被測(cè)物的振動(dòng)頻率，有倍頻分析要求的加速度計(jì)頻響應(yīng)更高。土木工程是低頻，加速度計(jì)可選擇0.2Hz～1kHz左右，機(jī)械設(shè)備般是中頻段，可根據(jù)設(shè)備轉(zhuǎn)速、設(shè)備剛度等因素綜合估計(jì)頻率，選擇0.5Hz～5kHz的加速度計(jì)。沖擊測(cè)量高頻居多。
    內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    SICK傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指敏感材料晶體片感受振動(dòng)的方式及安裝形式，有壓縮和剪切兩大類(lèi)，常見(jiàn)的有壓縮、平面剪切、三角剪切、環(huán)型剪切。壓縮頻響高于剪切型，剪切型的環(huán)境適應(yīng)性好于壓縮型。如配用積分型電荷放大器測(cè)量速度、位移時(shí)，選用剪切型產(chǎn)品，這樣所得信號(hào)波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。
    輸出型式
    取決于系統(tǒng)和SICK傳感器之間的接口。般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的，比如2.5V對(duì)應(yīng)0g的加速度，2.6V對(duì)應(yīng)于0.5g的加速度。數(shù)字輸出般使用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)。