知識&技術支援

馬達在工業生產中扮演非常重要的角色,更是帶動生產線的核心,由於幾乎每種轉動設備都是透過馬達帶動,因此馬達量測成為馬達是否健康重要的參考指標。

其實有許多指標都可以作為判定馬達健康與否的依據,包括振動、音洩、溫度、電流、超音波等等…
然而振動量測是目前最廣為使用的方式,原因是馬達只要產生劣化,一定會產生磨損導致振動量增加,國際ISO組織已針對馬達健康狀態制定ISO10816標準,而振動量測除了可以透過振動總量知道劣化量之外還可透過頻譜分析了解損壞位置,並進精確的制定維護計畫,達到預知保養的高級目的。且馬達振動分析技術已經過多年來不斷驗證及優化,並且有專門的ISO18436分析課程。

 

那麼如何進行馬達量測呢?  關於馬達振動量測目前大致分為幾種做法。


 

人力巡檢(portable)


振動計

振動計最大好處就是單價低,操作簡單,就如溫度計一般,將前端振動感測器吸附於馬達軸承位置,即可輕鬆獲得振動資訊,但缺點為沒有頻譜分析功能,對於有進階預保需求者會稍顯不足。

了解振動計PVM306

 

 

巡檢式振動分析儀

巡檢式振動分析儀好處在於有頻譜資訊可進行設備診斷,雖然價格較振動計高,但是如廠區內有大量轉動設備,對於在線式仍然是性價比非常高的選擇,並且譜威巡檢式振動分析儀Pacer3 提供路徑規劃,測點規劃,趨勢分析,疊圖分析,同台比較吉報告輸出,等進階功能, 大大減輕人員負擔。

 

了解Pacer 3巡檢式設備管理系統

 

在線式設備(online)

人力巡檢對於大量設備是很方便的選擇,但如果有些設備屬於高重要性設備,對於整體產能有不可或缺的重要性,在線式(online)系統能提供更密集的量測,有更好的保護,並且避免人員公安危險。

 

4-20mA加速規

4-20mA加速規,透過4-20mA電流輸出,將振動資訊傳到PLC、SCADA等設備,理論上可視為連續性即時監測(real time),並且有系統單純,建置成本相對低等優點,缺點則是沒有頻譜資訊可以進行診斷分析,且每個感測器輸出的頻寬是無法改變的,在挑選時要特別注意。

 

了解IMI工業感測器

 

無線監測系統

隨著IOT發展,無線設備也進入工業領域,如今無線在線系統有著省施工費,省部線費等優勢,成為許多廠商在做振動量測的選擇,然而因為受限於電池電量的原因,無線感測器往往在量測頻率以及傳輸頻寬上不及有線系統。

 

有線系統

有線系統有著高可密集量測、高解析度、以及高頻寬等優勢,是做為量測旋轉機械振動最好的選擇,除了可以分析總量趨勢,另外也可以透過頻譜分析,以及獲得原始時域資料優化整體產線系統,而譜威科技的有線系統更是提供自動診斷功能可以快速診斷設備損壞狀態。

 

了解Phoenix GM3S 智慧型線上設備監測系統

 

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先前提到振動的應用中有個很重要的應用是用於轉動設備預知保養,由於轉動機械(如馬達、風機、泵浦…等)在運轉過程中由於各種作用力一定會產生振動,而在損壞的過程當中,不管是動不平衡、軸彎曲、不對心、元件鬆脫等原因都會造成設備振動量的增加。因此人們開始制定振動標準,用以界定不同轉動設備可承受的振動量。

 

提到振動標準就不得不提到目前最廣泛使用的ISO-10816

ISO 10816源於 ISO 2372,國際ISO組織於1995年將ISO 2372及ISO 3945合併並修訂產生,當中分為ISO10816-1、10816-2、10816-3,三個章節,涵蓋15kW-超過50MW的轉動機械。其將不同瓦數設備以及基座性質(撓性或是剛性基座)分為四組,界定該設備正常、警戒、以及危險的振動值。

 

此標準的優點在於

•更容易與其他測量值進行比較

•簡單易懂,由於以直覺的量化數字呈現,不需要頻譜分析專業也能輕鬆理解。

•提高驗收測試的便利性

 

但缺點在於畢竟是一個標準,仍可能不適用於任何設備,因此使用者仍應紀錄並追溯設備歷年的振動值變化好優化達到預測性維護目的。

 

備註:ISO10816界定頻寬為10-1000Hz(適用轉速>600rpm)  以及2-1000Hz (適用轉速120>rpm),其振動單位為速度mm/s rms。

 

譜威與設備監測

譜威致力於振動領域已經30多年,並對於旋轉機械監測及預知保養提供多種解決方案,不論是手持式、攜帶式、或在線式需求都歡迎與我們聯繫。

我們會針對您的應用,設備,以及預算提供最合適的產品及服務。

 



關於譜威設備監測解決方案

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2016年國際ISO再將ISO10816加上ISO7919(軸振動)合併並修訂為ISO20816

主要新增

  • ISO 20816-2包括40 MW以上的透平機。
  • ISO 20816-4包括3MW至40MW之間的透平機以及轉速1500、1800、3000和3600 RPM以外的透平機

 

 

ISO 10816

Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts —

Part 1: General guidelines

 

Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min and 3 600 r/min

 

Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situI

講到模態分析,首先我們先從國家教育研究院名詞解釋來理解

一個多自由度的結構,自由振動時會依其結構參數產生固定的振動模態,各以固定的自然頻率振動。對每個模態進行研究以期瞭解整個結構系統的動態行為,這種方法稱為模態分析

什麼是結構系統的動態行為?經典的案例就是美國塔科瑪吊橋(Tacoma Narrow Bridge)其建於1940年7月,卻於同年11月斷裂。隨後的調查和測試表明,該橋容易受到風振的影響。當橋樑從某個方向經歷強風時,由卡門渦街(Kármán vortex street)效應引起的橋樑共振,使得能量部會削減而不斷疊加,最終累積到斷裂的程度。

 

因此模態分析成為研究結構強度非常重要的一部份

 

模態分析主要目的

1.找出結構脆弱易破壞的位置。   

2.知道結構在外力作用下是否產生共振的情形。   

3.驗證一個結構系統的數學模型是否正確。 

 

關於結構的振動模態可以由理論分析或實驗方法求得。

(1) 理論模態分析(theoretical modal analysis, TMA),求得結構的理論模態參數。其中,模態阻尼比通常需要由實驗取得。常見分析方式如有限元素分析

(2) 實驗模態分析(experimental modal analysis, EMA),或稱為【模態試驗】(modal testing),可求得結構的實際模態參數。

 

模態分析我們主要求得以下幾個重要資訊

(1)      自然頻率(natural frequency)

(2)      模態振型(mode shape) 即結構受到外部力量時的振盪模式

(3)      模態阻尼比(modal damping ratio)

 

模態測試的步驟

  • 準備的設備

  • 建立實驗模型

  • 測量

        測量時有兩種方式,可透過衝擊槌或激振器來激發

  • 計算頻率響應函數

 

     

  • 特徵向量/形狀和模態質量的計算

 

了解模態分析軟體 m+p Analyzer

進一步了解模態分析,聯絡我們

什麼是振動

一般提到振動我們較容易聯想到的像是地震時、坐車時的搖晃感,或是手機響起時的振動感,然而其實振動比你想像的與我們更密切,並且存在於生活中許多產品當中。

 

振動基本觀念

  • 振動係指物體以其平衡點位置為中心所做的往復運動
  • 可以是單一頻率、少數個頻率、許多個頻率所組合而成
  • 可以是週期性(periodic)或是非週期性的(shock)
  • 線性振動/扭轉振動(torsion vibration)
  • 頻率(frequency):每秒產生運動循環的次數(Hz)
  • 振幅(amplitude):振動大小且可用來決定機器操作或環境狀況的指標
  • 相位(phase):波上任一點之前進量

 

振動的應用

一、舒適度測試

當我們上了一台車我們會很在意行進間的路感,是否有明顯噪音,在車輛測試中NVH就是很重要的一個測試項目,全名為Noise、Vibration、Harshness,分別代表噪音、振動以及粗糙度。

便是透過振動跟噪音測試,以提升乘坐品質,改善車子性能。另外振動也可以應用在車輛撞擊測試,確認車子整體的安全性。

 

 

二、可靠度測試

如何確保產品在運輸或是使用過程中不會損壞,可靠度測試極為相當重要的一環,可靠度測試是模擬一連串振動現象,測試產品在壽命周期中,是否能承受運輸或使用過程的振動環境的考驗,也能確定產品設計和功能的要求標準。並可透過測試提前將不良品在出廠前篩檢出來,並且分析進而改善優化為更高品質的產品

 

三、結構測試

共振頻率又稱為自然頻率,由於每個物體都有期自然頻率,當外部振動等於或接近物體自然頻率時,能量便會疊加產生大幅度的振動,善用共振的應用像是樂器,吉他音箱,但如果是橋樑或是產品結構的話則需要在設計時特別注意,使其自然頻率點避開操作時會遇到的外部頻率,如此才可大大提升產品可靠度。

另外也可透過振動模態測試(Modal test),了解產品結構在自然頻率下產生的振型以及節點,以更精確調整改善結構弱點

 

 

四、轉動設備預知保養

預知保養又稱作預測性維護,目的持續監測設備狀態,在最合適的時刻維修,避免非預期的損壞及停機,增加產能流暢性,進而降低維護成本。

而振動監測優勢在於,除了透過振動量增加知道設備異常以外,由於轉動設備中的元件有其特徵頻率,因此可透過頻譜分析了解損壞元件,達到更精準的診斷並可對後續設備使用方式做優化。

 

在動態量測領域,由於一百多年前傅利葉證實世界上任何波型都可以透過正弦波的和來表示,因此我們可以透過在頻譜分析儀中傅立葉轉換將時間域信號轉為頻率域信號,由於透過頻譜分析可以看到時域訊號看不到的設備特徵,大部分的振動分析都會透過頻率域進行。

而如何選擇適合信號分析的頻譜分析儀,首先我們要注意幾個功能
 

1.是否有反假象濾波(Anti-Aliasing filter)

由於在動態領域中信號可能在短時間內產生極大的變化,因此在類比信號轉為數位信號中取樣率必須高於信號頻率才能看出信號的真實樣子,然而如果取樣率低於頻寬的2倍,就會產生假象,此外合格的頻譜分析儀也會在最高頻率後方加上一個低通濾波,把量測頻率外的信號濾掉,避免這些信號因為取樣頻率而在量測頻率中產生不存在的信號。

2.漏失問題(Leakage)

在FFT轉換中有另一個問題,如果擷取信號剛好是信號周期的倍數,那麼頻譜可以完全配合輸入的波型顯示,然而這樣的機率很小,如果不是剛好倍數,則會與真實波型有誤差。
合適的頻譜分析儀可以透過窗型函數(window)使時間周期前後變為平滑,減少不連續的現象,增加振幅的準確度,常見的Window有 Flat top、Hanning、Force等等。

3.是否有結構分析需求

結構分析是振動分析重要且常見的分析方式,可以透過衝擊錘找尋結構的自然(又稱共振)頻率,另外進階的頻譜分析儀可以透過模態分析(modal analysis)觀察結構在自然頻率下的振型,以改善設備結構。

 

4.是否有其他分析需求

由於動態分析不限於振動,舉凡音頻、噪聲、力量、壓力、轉速都是屬於動態分析的範圍,這時可以選用較進階的頻譜分析儀,可以提供Octave、Order tracking等分析功能。

另外也會針對各式法規如ISO、IECE提供對應功能。

 

5.紀錄的方式

好的頻譜分析儀可以透過除了手動紀錄外,也可透過Trigger(觸發)條件的方式進行資料擷取。

 

6.顯示方式:

方便人性化的顯示介面是選擇頻譜分析儀的重點,應當注意是否方便將不同量測結果疊圖顯示,是否有瀑布圖(Water fall),匯出匯入的格式是否通用。

 

以下推薦兩款好用又方便的頻譜分析儀

m+p 動態信號分析儀

PW800多功能頻譜分析儀

在測試及設備監控感測器領域中ICP及IEPE是大家時常聽到的名詞,那麼至於IEPE ,ICP是什麼樣的技術?用來解決什麼樣的問題呢?

 

首先要提到他們的名詞意思

IEPE全名 (Integrated Electronics Piezo-Electric.) 集成電子壓電元件。

目前世界上有幾個知名製作IEPE感測器的廠商,美國PCB Pizotronic 是其中最知名的廠商之一,而ICP® 全名(Integrated Circuit Piezoelectric)則為PCB Pizotronic 公司生產IEPE的註冊商標。

 

此技術發展起源於早期幾乎所有動態測量應用都使用電荷輸出(Charge type)的壓電式感測器。透過壓電元件受到外力時會放出電荷的原理進行測量,這些感測器僅包含一個壓電感應元件(無內置電子元件),並在受外力刺激後輸出高阻抗的電荷信號。它們可承受高溫環境,某些甚至承受超過+1000ºF(+538ºC)溫度的能力。但是,壓電元件輸出的電荷信號,對於外界各種環境干擾極為敏感,必須使用特殊的低雜訊訊號線來降低無線電干擾(RFI)和電磁干擾(EMI。)另外為了正確分析電荷輸出的信號,通常必須轉換為低阻抗電壓信號,這則需要另外配置一個專用的電荷放大器。使的可靠度,價格成本成為難以大範圍使用的關鍵。

                       

而IEPE(ICP®)感測器,則是在感測器內部配置一個IEPE電路,將壓電材料的高阻抗電荷信號轉換為低阻抗(通常為100Ω)的電壓信號,大多數IEPE感測器輸出2至20 mA的定電流,而定電流越高,信號線長度可以越長,甚至可以使用幾百米長的信號線。因此IEPE(以及ICP)感測器可以在較長的電纜長度上傳輸而不會損失信號質量。另外,不再需要專用的低雜訊訊號線,以及額外的電荷放大器,可以達到更長的傳輸距離、更低成本的效益。

IEPE(ICP®)技術目前已被廣泛使用在振動、力量、壓力、聲學等測試領域。

 

更多聯結-->

如何挑選加速規

PCB加速規

如何做好設備監診?

 

產線自動化&工業4.0的今天,我們如何保持產品競爭力,除了優良的研發團隊之外,穩定的產線也是決勝關鍵。因此預知保養、預測性維護、工廠設備監診等概念油然升起。


設備監診就像我們想要為設備做持續的健康檢查,

但如何為設備做健康檢查、又如何診斷呢?秘密就在振動訊號裡。

 

轉動設備只要運作就會產生振動,而當設備開始劣化振動量就會增加,就如同人生病時會發燒一樣,因此我們可以透過振動總量(OA)來做初步設備是否異常的判斷,好的監測系統可以讓我們一目瞭然設備振動的趨勢變化,協助我們準確設定警戒危險值並且可以讓我們快速比對不同時間的差異。
 

但說到設備診斷那就需要更進一步了解了,設備振動增加可能是不對心、軸承損壞、動不平衡…等種種問題,這時診斷的祕密就在振動頻率了。因為每個元件都有它的特徵頻率,我們透過將振動時域資料經過快速傅立葉轉換(FFT)可以獲得頻率域的資料,這時我們就可以去比較不同特徵頻率的變化以及設備結構的了解進行設備診斷了。

 

以下透過我們診斷實例來讓大家進一步了解

 

大社三廠(已改過名字)
其製程重要設備反應爐,可以參考示意圖

 

 

 

三號鍋爐在9/18超過警戒值,看趨勢發現底部軸承側向OA速度值有增加趨勢(從1.327增加到2.56mm/s),觀察頻譜發現主頻(18.5Hz)從9/7到9/18已經從0.007到0.039mm/s,研判是底部止推軸承磨耗到與軸之間的間隙過大,軸開始能 在軸承內環內自由運動,此情形會顯示在轉速1X的震動(類似不平衡)。

因此通知維修廠商準備安排時間進場維修。

 

 

維修廠商9/23進廠維修,維修後比對主頻(18.5Hz)從27降到1.1mm/s,整體OA值也從3.935降到0.91mm/s,回到安全值,設備得以獲得保障。

 

拆修後結果

 

 

為何選擇譜威

譜威自行開發設備監診系統GM3S,以最直覺方便的方式查看設備狀態,並且譜威有多達20年,上百台設備的診斷經驗,每位診斷分析師都通過ISO18436認證,有別於其他單憑理論開發系統的廠商,譜威擁有豐富的現場問題排除經驗以及能力,為您的設備健康做最有效的把關。


設備監診系統 Phoenix 系列連結

譜威科技最新推出加速規大解密系列,針對加速規常見四大主題
一、什麼是感測器
二、什麼是壓電效應&加速規應用
三、如何挑選加速規
四、線材挑選&安裝技巧
由譜威科技擁有20年講解感測器經驗資深經理Edward以及James帶大家進行深入淺出講解,使你快速了解。


一、什麼是感測器

生活中許多資訊都需要感測器,感測器如何定義,動態感測器跟靜態感測器有什麼差別?


二、什麼是壓電效應&加速規應用

什麼是壓電效應?我們可以如何運用壓電效應? 加速規有那些常見的應用場域呢?

 

三、如何挑選加速規

加速規規格怎麼看?如何去挑選合適的加速規?
為大家完整詳細一 一說明。

 

四、線材挑選&安裝技巧

選好了感測器要怎麼選擇線材?加速規安裝有哪些方式,又有哪些要注意的事項呢?



看完影片馬上挑選試試看  加速規連結


 

預知保養又稱為預測性維護,隨著IOT、AI智慧工廠趨勢,如今越來越常被提起、強調,至於什麼是預知保養,他的由來,他的發展趨勢,就讓我們一探究竟。

 

『何謂預知保養』

「預知保養」(Predictive Maintenance,簡稱PdM)是一種以數據為基礎的設備維護方式,透過感測器、數據收集與分析(如振動、溫度、聲音、電流等),即時監控設備健康狀況,並預測設備何時可能發生故障。可以理解就像身體健康檢查一樣,在出現重大疾病前就提早發現警訊、做出對策。


『預知保養跟傳統保養差別』

首先如果我們從設備保養觀念演進可以大致分為三個階段

一、故障維修

所謂「事後維修」,顧名思義就是設備壞了才進行修復。雖然表面上看似維護成本最低,無需提前投入保養資源,但一旦設備發生故障,往往會造成遠高於維修費用的損失,包括產線中斷、產品報廢,甚至延誤交期。對營運者而言,突發性的停機風險與產能損失,才是最難以承受的代價。

 

二、預修保養

傳統的「損壞前維修」策略(又稱「計畫性維護」或「週期性保養」),通常依據過往經驗,設定固定的使用次數或時間間隔來進行定期更換與維修。然而,這種方式往往無法反映實際運作中環境條件的變化,或元件間性能差異所帶來的影響。結果可能出現兩種極端:一是即使按表定維護,仍發生非預期性的設備故障;另一種則是設備仍可繼續運作,卻因過度擔憂而提前更換,導致不必要的資源浪費與成本增加。

 

三、預知保養

預知保養又稱為狀態監測(Condition Monitoring),其核心理念是「設備若無異常,就無需維修」。透過前端感測器持續收集振動、溫度等數據,並結合分析軟體進行診斷與預測,我們能提前掌握設備潛在故障的時間點與異常部位,並在不影響生產的最佳時機安排維修作業,達到最小干擾、最大效益的維護策略。

 

由此可知預知保養可帶來效益

 

掌握設備損壞時間:避免過度維護所造成資源浪費跟不必要的停機

安排最合適的維修時間:掌握了損壞時間,可有效協調維護人員跟必要料件交期

避免非預期的故障停機

提升生產效率

掌握損壞部位

增加安全性


『常見的預知保養工具與技術』

振動監測

(Vibration Monitoring)

紅外線熱影像

(Infrared Thermography)

聲學監測

(Ultrasound / Acoustic Emission)

油品分析

(Oil Analysis)

而在這當中『振動監測』又是最為主流的工具跟技術

了結振動分析在預知保養領域的優勢 


『預知保養今日發展』

1.IIOT趨勢,MEMS感測器崛起:

隨著工業物聯網(IIoT)發展加速,MEMS 感測器因體積小、整合度高、成本下降而快速崛起,成為智慧監測的核心元件。

 

2.智慧工廠大數據應用:

將設備監測數據整合至 IT 系統,轉化為決策分析依據,推動從現場運維走向高層營運優化。

3.AI 技術導入:

藉由 AI 演算法的介入,使設備異常的分析、診斷與決策流程更加自動化與精準,大幅降低人工判斷的負擔。

4.無線解決方案日漸成熟:

隨著無線通訊技術的快速成熟與應用環境的穩定性提升,加上現場佈線施工成本與人力費用不斷上升,無線解決方案已逐漸成為預知保養系統部署的主流選擇,特別適用於既有廠房與大型設備的快速導入。

由此可見,如今隨著生產系統日益複雜,突發停機所造成的損失愈加嚴重,加上人力成本攀升,傳統人工巡檢已難以因應需求。隨著感測器成本大幅下降、無線通訊技術成熟,以及 ESG 與能源效率議題受到重視,企業更需要穩定、長效的設備運行機制。這些因素共同推動預知保養(PdM)成為智慧工廠中的核心策略。


 

『預知保養與譜威』

譜威科技自創立以來,超過30年長期深耕設備預知保養,自主研發 GM4 智慧診斷平台與無線感測器,累積大量現場故障數據與異常案例,打造適當今工廠解決方案,兼具實用、創新、以及高性價比等特性。GM4 提供振動頻譜、自動診斷、趨勢分析與報表功能,並持續透過客戶實際回饋優化系統效能,協助企業提前發現設備風險,實現穩定高效的智慧維護管理。


一、完整解決方案

    我們可針對客戶不同需求、限制以及預算,提供從最基礎的振動計到線上監診系統,給您最全面預知保養系統選擇。

   

二、傳輸方式

我們針對現場不同的環境限制,可提供有線、無線、人力巡檢等解決方案

三、走在趨勢尖端、全面功能

譜威科技的預知保養解決方案走在智慧維護趨勢最前線,整合自動診斷、AI 預測、即時告警等核心功能,協助客戶提前掌握設備健康狀況,降低停機風險。我們持續傾聽使用者需求,打造功能完整、彈性靈活的平台,從現場感測到雲端分析,全面滿足企業在智慧工廠轉型中的各項應用需求。

 

 

 

四、設備診斷服務

譜威與一般預保廠商不同,我們不只提供系統,也非常了解現場安裝會遇到的各樣問題,並且擁有豐富的問題解決能力及經驗,此外我們的設備診斷團隊,可以結合設備維修商提供最完整的預知保養服務。

 

 

譜威科技早在二十多年前便投入設備監控領域,深刻體認到引進國外產品常面臨價格高昂、維護不易,且難以快速配合台灣現場的實際需求調整。為打造更貼近在地產業的解決方案,我們毅然決定自主研發預知保養系統。

歷經二十年現場經驗的累積與客戶回饋的導入,Prowave Phoenix 系列產品日益成熟,現已廣泛應用於石化、電子、紡織與製造等產業,並深獲市場肯定與信賴。

作為國內少數擁有自主感測器與診斷平台的品牌,譜威科技不僅是台灣智慧維護領域最值得信賴的夥伴,更以「由台灣出發、放眼全球」為願景,持續推動在地創新走向國際舞台,展現台灣研發實力的新高度。

 

 

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如何挑選合適的加速規?

加速規,是我們量測振動最常使用感測器。主要在於它高頻部份優異的量測特性外,在中低頻的速度及位移,也可以用積分的方式獲得結果。

因此我們重點分享一下挑選加速規的方式。

如何挑選加速規,我們一般會有以下幾項參考地方

  • 量測範圍 / 靈敏度 (measurement range / sensitivity)

  • 頻率範圍 (frequency range)

  • 解析度 (resolution)

  • 操作溫度 (Temperature Range (Operating))

  • 尺寸(size)

 

如果你要確認你挑選的加速規適不適合,大部份都會先就兩個重要的參考規格去挑選,第一個是量測範圍,也就是加速規的靈敏度,第二個是頻率的範圍。 其他在解析度,溫度,尺寸,訊號線部分,雖然會有期望的規格,但不全然是必要的條件。一般來說壓電式的加速規會分為ICP(或名IEPE)跟Charge兩種型式…除非高溫的需求之外(操作溫度100度C以上), 一般都是以挑選ICP形式加速規為主,因為ICP加速規相較於同規格Charge加速規,價格會低很多yes

而ICP type為目前壓電式加速規的主流。

 

(一)量測範圍 / 靈敏度

 

根據量測時可能的最高加速度值(g):我們建議的靈敏度如下

> 10 g           選擇   10mV/g

< 10 g           選擇   100mV/g

< 1g       選擇    500mV/g or higher

那麼到底我們的應用會有多少g呢? 我們可以以三種主要方式來區分

一、微振動,如果是要量測很小的振動(人體不易感受到或是頻率很低)通常在1g以下 ex:地板振動、基座振動、地震。建議選擇1000mV/g以上的感測器。
二、一般轉動設備造成的振動,約落在1-50g 之間。建議100mv/g的感測器。

三、撞擊,如果是撞擊測試一般會在50g 以上,建議選擇量測範圍500g的加速規 ,如果撞擊面為金屬對金屬則可以選擇更高g值的感測器。建議10mv/g或是5mv/g的感測器。

 

(二)頻率範圍

頻率範圍是加速度能夠量測的有效頻寬,而它會以參考頻率做基準點,往高及往低的頻率去做校正確認,加速規的參考頻率(校正參考點):

一般:100Hz ;歐洲159.2Hz,而一些低頻的加速規,則會在:10Hz

如上圖,頻寬等級一般可分為5%,10%,3dB,5%的頻寬範圍最窄,但最為準確,量測建議還是以5%的頻寬為主。也建議大家在選擇時注意是+-5%或是+-1dB,因為1dB基本上已經差了20%,以免買了卻不符所需sad

 

(三)解析度

解析度為能夠量測到的最小單位,也是加速規品質的判定依據之一,解析度越小,也就是量測的精度越高。一般來説,在感測材質上,壓電陶瓷解析度比石英小(better),解析度也分為兩種標示方式

   Broadband Resolution:簡單解釋為raw data的noise大小

   Spectral Noise :在定義上為FFT後的noise大小

另外同種加速規解析度越高通常量測範圍越小,反之解析度越小量測範圍越大。這部分可以用地磅跟料理秤來理解,地磅可能最小單位為公斤(解析度低量測範圍大),而料理秤最小單位為克(解析度高量測範圍小)

 

(四)操作溫度

操作溫度也是選擇加速規一個重要依據,大致上可分為一般溫度,高溫,低溫幾種參考方式

溫度範圍

一般溫度(ICP type)

大多數ICP加速規適用於-50℃~121℃之環境。有部份甚至可達可達163℃。

僅有極少部份低於80℃

 

高溫應用(Charge)

操作溫度超過100℃,則建議使用高溫式ICP或電荷(Charge)輸出型式感測器(PCB產品為357 series),有些特殊設計型式,溫度甚至可達649℃(1200℉)。

低溫應用

 

某些特殊低溫應用,低溫可達-196℃~121℃,(PCB產品為351 series)

 

*另外要注意到是,如果量測過程中,操作溫度變化很大,那盡量選擇

LTC (Low Temperature Coefficient)的加速規,其可以將溫度變化造成靈敏度差異降至最低。

 

(五)尺寸 (分為大小及重量)

 

大小部份,配合待測物及量測條件即可,有時需注意到加速規出線的方向是上方(top)還是側方(side),這也會跟量測的方便性有關

重量部份則較需要注意,因為F = M×A = (M+m)×A’,所以加速規的質量是會影響待測物的振動狀況的。

為了避免質量效應

加速規重量盡量小於待測物重量的1/100。

而最差不得大於待測物的1/10。

 

以上是挑選加速規常用的五個參考重點,當然依不同的使用條件,也會不同的參考選擇,如果您在挑選加速規上有任何疑問,我們都非常歡迎您跟譜威聯絡,我們會與您討論,一起挑選最適合您測試使用的加速規。不用客氣,歡迎來電!!

 

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