حساسیت

حساسیت یک شتاب‌سنج نسبت خروجی الکتریکی سنسور به ورودی مکانیکی آن است.

حساسیت معمولاً  بر اساس   mV/(m/s2)  ، mV/g ،  pc/(m/s2)  ، pc/g  تعریف می‌شود و فقط در یک فرکانس اعتبار قطعی دارد (معمولا در 100 یا 160 هرتز توسط سازنده یا مرکز کالیبراسیون اندازه‌گیری و ثبت می‌شود).

از طرف دیگر چون شتاب‌سنج‌ها به دما نیز حساس هستند این عدد در یک بازه دمایی خاص، برای مثال C° 5±25 اندازه‌گیری می‌شود. علاوه بر این فقط برای یک شتاب خاص ( معمولاً g 5 یا g 10 ) معتبر است.

گاهی اوقات حساسیت با یک تلرانس، معمولاً 5 یا 10 درصد مشخص می‌شود. این تضمین می‌دهد که تغییراتِ حساسیت نسبت به حساسیت نامی شتاب‌سنج در این ناحیه تلرانس خواهد بود.

این شاخص مهمترین مشخصه در انتخاب شتاب‌سنج است و باید سعی گردد تا با توجه به حداکثر شتاب مورد اندازه‌گیری، حساسیت مناسب انتخاب گردد. برای شتاب‌های خیلی بالا لازم است از حساسیت پایین و برای شتاب‌های خیلی کم از حساسیت بالا استفاده گردد تا از یک طرف سیگنال به نویز مناسبی داشته باشیم و از طرف دیگر سیگنال شتاب برش خورده نگردد. معمولاً حداکثر ولتاژ سیگنال شتاب در سیستم‌های اندازه‌گیری 5 ولت است بنابراین تقسیم عدد 5000  میلی‌ولت بر حداکثر شتاب مورد اندازه‌گیری بر حسب g، محدوده گستره حساسیت مناسب برای انتخاب شتاب‌سنج بر حسب mv/g نمایش می‌دهد.

تقریباً تمام شتاب‌سنج‌ها با یک گواهی کالیبرسیون که حساسیت دقیق شتاب‌سنج به همراه محدودیت‌های عدم قطعیت اندازه‌گیری در آن ذکر شده است، ارائه می شوند.

در هنگام بررسی پاسخ فرکانسی شتاب‌سنج، حساسیت نامی آن به عنوان حساسیت مرجع ذکر می‌شود و در هنگام بررسی حساسیت عرضی شتاب‌سنج، حساسیت نامی آن به عنوان حساسیت محوری نامیده می‌شود.

در بعضی از مدل‌های شتاب‌سنج یک حافظه قابل برنامه‌ریزی وجود دارد که امکان ذخیره‌سازی اطلاعات سازنده، مشخصات سنسور، حساسیت و کالیبراسیون را داراست که به آن مشخصه فنی الکترونیک سنسور  یا TEDS گفته می‌شود. این نوع از شتاب‌سنج‌ها در صورتی که به سیستم داده‌برداری یا کاندیشنر دارای قابلیت TEDS وصل شوند علاوه بر امکان ارتباط آنالوگ جهت خواندن اطلاعات شتاب، امکان برقراری ارتباط دیجیتال و خواندن اطلاعات فنی سنسور را دارا هستند. در این صورت دیگر نیاز به تعریف حساسیت سنسور برای سیستم واسط نیست.

وزن و سایز شتاب‌سنج در بسیاری از کاربردها اهمیت بالایی دارند و هر چه وزن و سایز آن کمتر باشد اثرش بر روی پاسخ ارتعاش محل تست و در نتیجه اندازه‌گیری ارتعاش کمتر خواهد شد. در مورد قطعات و سازه‌های سبک و کوچک این مسئله اهمیت بیشتری می‌یابد ولی کاهش وزن و سایز معمولاً منجر به کاهش حساسیت خروجی شتاب‌سنج و همینطور افزایش قیمت آن می‌شود. معمولاً بهتر است وزن شتاب‌سنج کمتر از یک دهم وزن محل نصب آن باشد.

پاسخ فرکانسی شتاب‌سنج تغییرات حساسیت آن را در کل بازه فرکانسی کارکرد آن نشان می‌دهد. این پاسخ عموماً پاسخ فرکانسی دامنه است و پاسخ فرکانسی فاز به ندرت ارائه می‌شود.

تغییرات حساسیت با درصد یا دسیبل (dB) نسبت به حساسیت مرجع و فرکانس مرجع نمایش داده می‌شود.

از پاسخ فرکانسی می‌توان تلرانس شتاب‌سنج در طول بازه کاری مورد نظر را محاسبه نمود و حساسیت شتاب‌سنج در یک فرکانس خاص را به دست آورد.
ادامه مطلب