Dự án thực tế

Dự án

Lĩnh vực ứng dụng

Ứng dụng

Câu hỏi thường gặp

FAQ

Support

Cách chọn cảm biến gia tốc?

Câu hỏi thường gặp|Làm thế nào để chọn cảm biến gia tốc?

Cảm biến rung được ứng dụng rộng rãi trong giám sát thiết bị, chẩn đoán sức khỏe cấu trúc và tự động hóa công nghiệp. Tuy nhiên, việc chọn một cảm biến phù hợp không chỉ dựa trên thông số kỹ thuật mà còn cần đánh giá tổng thể về giới hạn không gian môi trường và kích thước thiết bị.

Cách chọn cảm biến gia tốc?

Đánh giá cảm biến
Cách chọn cảm biến rung phù hợp theo kích thước thiết bị

Tầm quan trọng của việc chọn đúng loại cảm biến rung
Cảm biến rung có nhiệm vụ thu thập tín hiệu rung động khi thiết bị vận hành để phân tích và chẩn đoán. Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, việc chọn sai loại cảm biến có thể khiến thiết bị không phát huy hết tính năng, thậm chí ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của máy móc.

Thách thức khi lựa chọn:
1. Không gian hạn chế: Một số thiết bị có cấu trúc nhỏ gọn, khó lắp đặt các cảm biến kích thước lớn.
2. Yêu cầu độ chính xác: Cảm biến nhỏ tiết kiệm không gian nhưng hiệu suất có thể bị giới hạn.
3. Phương thức lắp đặt: Cảm biến không phù hợp với thiết kế không gian có thể dẫn đến khó lắp đặt hoặc làm sai lệch dữ liệu.

1. Lựa chọn cảm biến cho thiết bị nhỏ
Thiết bị nhỏ có yêu cầu khắt khe về không gian, do đó cảm biến cần các đặc tính:
• Kích thước siêu nhỏ: Phù hợp lắp đặt trong không gian hẹp.
• Thiết kế trọng lượng nhẹ: Tránh thêm quá nhiều tải trọng lên thiết bị.
• Độ nhạy cao: Dù kích thước nhỏ vẫn phải cung cấp kết quả đo chính xác.

Ví dụ đề xuất:
• Cảm biến vi điện áp (Piezoelectric micro-sensors): Phù hợp kiểm tra rung động sản phẩm điện tử.
• Cảm biến MEMS: Kích thước nhỏ, phù hợp ứng dụng nhúng và có thể đo rung động đa trục.

2. Lựa chọn cảm biến cho thiết bị trung bình và lớn
Đối với thiết bị lớn, việc lựa chọn cần cân bằng giữa hiệu suất đo và khả năng thích ứng cấu trúc:
• Độ bền cao: Chịu được rung động mạnh và va đập khi máy lớn vận hành.
• Lắp đặt ổn định: Phù hợp để cố định trên bề mặt cấu trúc thiết bị lớn.
• Dải đáp ứng tần số rộng: Đáp ứng nhu cầu đo lường trong các điều kiện làm việc khác nhau.

Ví dụ đề xuất:
• Cảm biến ICP (Piezoelectric Charge): Phù hợp cho đo lường độ chính xác cao.
• Cảm biến điện trở áp (Piezoresistive): Dùng để đo rung động tần số thấp trên các máy móc công nghiệp hạng nặng.

Đánh giá cảm biến
Dựa trên điều kiện môi trường

1. Đo lường không gian và độ tương thích
Trước khi lắp đặt, cần đo chính xác không gian khả dụng của thiết bị, tính toán khoảng cách để tránh va chạm giữa cảm biến và các bộ phận khác.

Đồng thời, ưu tiên chọn cảm biến đáp ứng các điều kiện sau:
• Tính tương thích về hình dáng: Chọn cảm biến siêu nhỏ cho các bề mặt lắp đặt không bằng phẳng hoặc các sản phẩm có thiết kế hình dạng đặc biệt.
• Tính linh hoạt khi lắp đặt: Hỗ trợ nhiều phương thức cố định (đế từ tính, bắt vít, keo dán) để ứng phó với các giới hạn không gian khác nhau.


2. Tần số và biên độ rung động
Kích thước cảm biến khác nhau sẽ tương ứng với dải đáp ứng tần số và độ nhạy khác nhau. Kiến nghị lựa chọn dựa trên tần số và biên độ mục tiêu:

• Rung động tần số cao: Chọn cảm biến áp điện (Piezoelectric) có đặc tính phản hồi nhanh.
• Rung động tần số thấp: Chọn cảm biến điện trở áp (Piezoresistive) hoặc cảm biến MEMS có độ nhạy cao.


3. Điều kiện môi trường
Hiệu suất của cảm biến còn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm và cường độ va đập:

Điều kiện Ảnh hưởng Lựa chọn đề xuất
Môi trường nhiệt độ cao Giảm tuổi thọ cảm biến Cảm biến áp điện chịu nhiệt độ cao
Môi trường ẩm ướt/ăn mòn Hư hỏng cấu trúc bên trong Cảm biến chống nước, chống ăn mòn có cấp bảo vệ IP cao
Va đập mạnh Linh kiện dễ bị phá hủy Cảm biến có thiết kế chịu va đập cường độ cao

Nguyên lý cảm biến gia tốc
Cảm biến áp điện (Piezoelectric)

Bên trong cảm biến gia tốc có vật liệu áp điện và khối gia trọng (mass). Khi bị rung động, khối gia trọng sẽ tác động lực lên phần tử áp điện, tạo ra điện tích/điện áp, từ đó xác định được giá trị gia tốc.

• Độ nhạy cảm biến (Sensitivity): mV/g (g: gia tốc trọng trường)
• Lượng điện áp tạo ra trên mỗi đơn vị gia tốc đầu vào
• Đơn vị: mV/g hoặc mV/ms2
• Độ nhạy điện áp = Giá trị điện áp đầu ra / Giá trị gia tốc đầu vào

Cảm biến áp điện
Cảm biến áp điện

Cảm biến
Giới thiệu các loại cảm biến không dây

Cảm biến nhiệt độ Cảm biến độ ẩm Cảm biến rò rỉ nước Cảm biến chuyển động Cảm biến độ nghiêng Cảm biến rung
Cảm biến điện áp Ampe kế xoay chiều (AC) Cảm biến điện trở Bộ phát hiện điện áp Ampe kế (a) Cảm biến cường độ sáng
Cảm biến quang Cảm biến áp suất Cảm biến từ tính Bộ phát hiện chuyển động Cảm biến mức chất lỏng

Đánh giá cảm biến
Các bước lựa chọn

1. Xác định nhu cầu ứng dụng
• Thông số đo mục tiêu (tần số, biên độ, tính định hướng), chọn cảm biến phù hợp cho đo lường dải thông thường, tần số cao hoặc tần số thấp.
• Yêu cầu về phạm vi đo và độ chính xác, chọn trọng lượng cảm biến phù hợp nhất để tránh "hiệu ứng khối lượng" làm ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo.
• Tùy chọn đo đơn trục hoặc đa trục tùy theo yêu cầu phân tích.

2. Đánh giá không gian thiết bị
• Kích thước và hình dạng không gian đo, liệt kê các tùy chọn vị trí lắp đặt.
• Đảm bảo kích thước cảm biến không cản trở các chức năng khác của thiết bị.
• Chọn cảm biến có kích thước phù hợp với không gian thực tế tại hiện trường.

3. Đối chiếu thông số kỹ thuật
• Kiểm tra bảng dữ liệu kỹ thuật (Data Sheet) để xác nhận kích thước và hiệu suất đáp ứng nhu cầu ứng dụng.
• Lựa chọn cảm biến đa năng nếu cần tích hợp nhiều trục đo thay vì chỉ đo một hướng duy nhất.

4. Điều kiện môi trường
• Môi trường khắc nghiệt (nhiệt độ cao, độ ẩm lớn) cần cảm biến có cấu tạo đặc biệt.
• Môi trường hóa chất yêu cầu cảm biến chống ăn mòn hoặc loại chống cháy nổ (Ex-proof).

5. Cáp truyền tín hiệu
• Chọn độ dài cáp phù hợp để giảm hạn chế về khoảng cách khi đo.
• Lựa chọn chất liệu cáp dựa trên đặc tính môi trường vận hành.

6. Phương thức cố định
Tùy theo nhu cầu, có thể chọn phụ kiện cố định khác nhau như: Đế từ tính, bắt vít, keo dán, sáp đo rung chuyên dụng, đế gá môi trường...