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Vibrationssensor NVA

Vibrationssensor NVA
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■ Berührungsloses, verschleißfreies MEMS Sensorsystem ■ Anzahl Messachsen: 2 ■ Frequenzbereich: 0,1 ... 60 Hz Optional: 0,1 ... 100 Hz ■ Messbereich: ± 2 g ■ Schnittstellen: Analog, CANopen, Relais ■ Auflösung 4096 digit / g ■ Ausgabe: Momentanwert RMS-Mittelwert Peakwert ■ Arbeitstemperaturbereich: - 40 °C bis + 85 °C ■ Parametrierbar über CANopen Das Sensorsystem ist als Komponente für den Einsatz beispielsweise in Windkraftanlagen zur Messung und Auswertung von Schwingungen im Turmkopf vorgesehen. Erfassung von dynamischen Beschleunigungen mittels MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical-System) mit anschließender Digitalisierung durch Controller. Das Gerät besteht aus einem Beschleunigungssensor, einer Controllereinheit und drei Arten von Ausgangsschnittstellen. Die Datenausgabe erfolgt über zwei analoge Schnittstellen mit 4 ... 20 mA sowie CANopen und über 4 Relaiskontakte (zzgl. 1 Fehlerrelaiskontakt). Die Parametrierung des NVA wird über die CANopen Schnittstelle vorgenommen. Diese ist nicht galvanisch getrennt. Der Sensor besitzt eine Filterschaltung gegen schnelle Transienten und Stoßspannungen auf der Versorgung bis 2kV. Die Schutzart ist IP 69K (Gehäuse) und IP 67 (Stecker/ Buchse). Mit den guten Werten für Vibration und Schock ist der Sensor für den Einsatz in Bereichen mit rauen Umweltbedingungen geeignet. Der Vibrationssensor hat ein stabiles Aluminiumgehäuse (optional Edelstahl). Zur mechanischen Ausrichtung (bis ca. ± 7,5°) sind Langlöcher vorhanden. Der elektrische Anschluss erfolgt über zwei Stecker oder zwei Kabel. Funktionsweise MEMS Sensoren sind integrierte Schaltkreise, die in Silizium-Bulk-Mikromechanik Technologie gefertigt werden. Mithilfe dieser mikromechanischen Strukturen werden Doppelkapazitäten gebildet. Werden diese Strukturen bei Beschleunigungen ausgelenkt, erfolgen Kapazitätsänderungen, die messtechnisch erfasst und weiterverarbeitet werden. Diese Sensoren messen präzise, haben eine hohe Lebensdauer und sind sehr robust. Die vom Beschleunigungssensor gelieferten Messwerte werden nach der Ermittelung des Gleichanteils und einer Skalierung den sechs Filtereinheiten zur Verfügung gestellt. Der Gleichanteil entsteht durch nicht exakt horizontalen Einbau, so dass ein Anteil des Erdgravitationsfeldes mitgemessen würde. Der aufgrund des Gleichanteils entstehende Offset in der Vibrationswertmesskurve (Verschiebung des Nullpunktes) wird rechnerisch ermittelt (Verteilung der positiven und negativen Messwerte um den Nullpunkt) und subtrahiert. Innerhalb einiger Sekunden wird der reine Wechselanteil ausgegeben. Die Berechnung findet permanent statt. Die Filtereinheiten sind einzeln kundenprogrammierbar in der Abtastfrequenz und werksprogrammierbar in der Filtercharakteristik. Außerdem hat jede Filtereinheit zwei Ausgänge (Flags) fürAlarm und Warnung. Überschreitet der Betrag des Messwertes eines Filterausgangs den eingestellten Grenzwert wird der Ausgang aktiv. Die Grenzwerte für die Auslösung der Ausgänge sind ebenfalls kundenprogrammierbar. Die Warnungs- und Alarmausgänge können über eine vom Kunden programmierbare Matrix an die vier Relaisausgänge geschaltet werden. Es können auch mehrere Filterausgänge über eine ODER-Verknüpfung auf die Relaisausgänge geschaltet werden. Die analogen Ausgänge sind fest auf Filter 1 und 2 geschaltet. Die Ausgänge geben das vom Beschleunigungssensor gelieferte, gefilterte und vorzeichenbehaftete Signal aus. Der Ruhepegel der Schnittstelle 4 ... 20 mA ist 12 mA bei einer Beschleunigung von 0 m/s2 oder 0 g. Die Verstärkungseinstellung ist für jeden Kanal über das CANopen-Interface einzeln möglich. Über das CANopen Interface sind die Parameter einstellbar und die Ausgänge der 6 Filter abrufbar. Bis auf die Filtercharakteristik sind alle Parameter programmierbar. TWK-ELEKTRONIK GmbH Heinrichstrasse 85

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MEMS Vibrationssensor NVA 65 Beschreibung Allgemein Der Vibrationssensor misst in einem Frequenzspektrum von 0,1 bis 60 Hz (Option: 0,1 bis 100 Hz) in zwei Achsen. Dieses Spektrum kann in maximal 6 Frequenzbereiche eingeteilt werden. Die Frequenzbereiche werden ab Werk eingestellt. Auch kundenseitig können sie über CANopen Objekte nachträglich verschoben werden. Alle einwirkenden Beschleunigungswerte innerhalb der jeweiligen Frequenzfenster werden erfasst und einerseits als analoger Ausgabewert (4 ... 20 mA, max. zwei Ausgänge möglich) und als digitaler Wert über CANopen ausgegeben....

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MEMS Vibrationssensor NVA 65 Filterkennlinien (beispielhaft) Bei Ausgabe: vorzeichenbehaftet  x, Momentanwert  y, Momentanwert Bei Ausgabe: Betrag x, RMS-Wert y, RMS-Wert x, Peakwert y, Peakwert √(x²+y²), RMS-Wert √(x²+y²), Peakwert √(x²+y²), Momentanwert

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MEMS Vibrationssensor NVA 65 Technische Daten Programmierbare Parameter über CANopen Interface           Messachse x oder y oder √(x²+y²) einzeln für jeden Filter 1 - 6 Abtastfrequenz (120 ... 800 Hz). Separat einstellbar für jeden Filter. Frequenzbereich der Filter (nur bedingt möglich durch Verändern der Abtastfrequenz)* Signalart am Filterausgang 1 - 6: Momentanwert, RMS Mittelwert, Peakwert RMS Mittelungszeit Abfallzeit für 'Peakwert' Verstärkung für Analogausgänge 4 ... 20 mA Beschleunigungs-Grenzwerte (Limit) für Relais-Warnfunktion Beschleunigungs-Grenzwerte (Limit) für...

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MEMS Vibrationssensor NVA 65 Optionale Funktionen (nach Rücksprache mit TWK)         Kalibrierung des Systems für höhere Genauigkeit programmierbarer Gleichanteil im Ausgangssignal (Verschiebung des Nullpunktes der Vibrationswertmesskurve) bis 8 Relais Transistoren anstelle Relais weitere Filter Auswertungsprozeduren (Datalogging, Logfunktionen mit programmierbarer Triggerung, Statistik, Protokollfunktionen) Safety Ausführung für Sicherheitskette Andere kundenspezifische Ausführungen Technische Daten CANopen CANopen Kommunikationsprofil  Full CAN Part A (11 Bit) CANopen 301 V 4.1...

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