圧縮モード対せん断モードのセンサー設計

 

動的振動測定のための2つの主要なセンサー設計は、圧縮モードとせん断モードです。以下に、これら2つの設計の主な利点とトレードオフの分析を示します

 

圧縮モード：感知素子の構造

質量、セラミック、導電性材料および基板がネジで固定されて

圧縮モード：コスト

低コスト

 

せん断モード：感知素子の構造

マス、セラミック、導電性材料および基板はエポキシ（または同様の物質）で固定されている

せん断モード：コスト

ハイコスト

CTCは市場で最も耐久性と信頼性の高いセンサーを提供することにコミットしているため、当社のすべてのセンサーはせん断モード設計を採用しています。

 

圧縮モード設計

この歴史的な設計の主な欠点は、設計を一体化しているスタッドです。このスタッドは温度変化により膨張および収縮します。この変化は、機械が停止状態から運転状態に移行したり、運転状態から停止状態に戻ったり、近くの他の稼働機器から追加の熱が出ることや、温度管理されていない環境での天候などの周囲温度によって引き起こされる可能性があります。この概念の身近な実例として、舗装が天候により膨張・収縮し（やがてひび割れる）ことが挙げられます。温度変化が大きいほど、長期的にネジ（および感知要素）が受ける影響も大きくなります。

圧縮モードのセンサーは、特に実験室環境や設置後に良好に動作します。主な違いは、せん断モードの設計の方が長期間使用しても故障しにくいという点です。

圧縮型設計の主な利点は、初期費用です。これらのセンサーは製造コストが非常に低いため、通常、1つのセンサーあたりのコストはせん断モードセンサーよりも低くなります。しかし、信頼性の低下に伴い、後々追加費用が発生する可能性があります。

圧縮設計は、より高く取り付けられた共振を持っていたため、以前は使用されていました

かつては剪断モード設計よりも周波数が高かった。剪断モードの技術は長年にわたって完成されてきたため、この利点は大きく失われた。

せん断モード設計

せん断モード設計では、内部部品を保持するスタッドは使用されません。ほとんどの設計では、構造を維持するために熱硬化型エポキシの一種が使用されます。ベースと質量は接触せず、したがってセンシング要素内に金属同士の接触はなく、これにより熱変動の影響が大幅に減少します。

これらのセンサーは耐久性に優れ、高品質の信号を提供します。通常、0.1 kHzから約30 kHzの範囲で、±3 dBの公差内で線形の周波数特性を持っています。

欠点は、せん断モードセンサーは圧縮モードセンサーよりも初期費用が高くなる場合があることです。しかし、せん断モードセンサーは長持ちするため、将来的に時間とコストを節約できます。

せん断モード設計は、稼働中の機械が経験するひずみの周波数よりも基底ひずみ感度が低いことが知られており、これがこの設計のもう一つの利点です。この設計により、ひずみの影響を受ける応用において、これらのセンサーが不要なデータを送信するのを防ぎます。

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