Betriebsanleitung
Beschleunigungssensoren
VSA/
VSM/
VSP
11441757 / 0004 / 2023
DE
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
2
Inhaltsverzeichnis
1 Sicherheitshinweise .......................................................... 3
2 Verwendete Symbole ......................................................... 4
3 Bestimmungsgemäße Verwendung .............................................. 5
4 Funktion ................................................................... 6
4.1 Messprinzipien / Schnittstellen ............................................. 6
4.2 Achsorientierung........................................................ 6
4.3 Selbsttest ............................................................. 6
5 Montage................................................................... 8
5.1 Kontaktoberfläche vorbereiten ............................................. 8
5.2 Befestigungsarten....................................................... 8
5.2.1 Verschrauben...................................................... 8
5.2.2 Kleben............................................................ 8
5.2.3 Magnet........................................................... 9
5.2.4 Befestigung eines Sensors mit 90°-Konus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6 Elektrischer Anschluss ........................................................ 10
6.1 MEMS-Sensoren mit Stromausgang (VSA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2 MEMS-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.3 Piezo-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.4 Anschluss an Diagnoseelektronik VSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5 Verwendung geschirmter Kabel ............................................ 11
6.5.1 VSA / VSP-Geräte................................................... 12
6.5.2 VSM-Geräte ....................................................... 12
6.6 Anschlussbeispiele...................................................... 12
7 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Beschleunigungssensoren VSA/VSM/VSP
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1 Sicherheitshinweise
• Das beschriebene Gerät wird als Teilkomponente in einem System verbaut.
– Die Sicherheit dieses Systems liegt in der Verantwortung des Erstellers.
– Der Systemersteller ist verpflichtet, eine Risikobeurteilung durchzuführen und daraus eine
Dokumentation nach den gesetzlichen und normativen Anforderungen für den Betreiber und
den Benutzer des Systems zu erstellen und beizulegen. Diese muss alle erforderlichen
Informationen und Sicherheitshinweise für den Betreiber, Benutzer und ggf. vom
Systemersteller autorisiertes Servicepersonal beinhalten.
• Dieses Dokument vor Inbetriebnahme des Produktes lesen und während der Einsatzdauer
aufbewahren.
• Das Produkt muss sich uneingeschränkt für die betreffenden Applikationen und
Umgebungsbedingungen eignen.
• Das Produkt nur bestimmungsgemäß verwenden (Ò Bestimmungsgemäße Verwendung).
• Die Missachtung von Anwendungshinweisen oder technischen Angaben kann zu Sach- und/oder
Personenschäden führen.
• Für Folgen durch Eingriffe in das Produkt oder Fehlgebrauch durch den Betreiber übernimmt der
Hersteller keine Haftung und keine Gewährleistung.
• Montage, elektrischer Anschluss, Inbetriebnahme, Bedienung und Wartung des Produktes darf nur
ausgebildetes, vom Anlagenbetreiber autorisiertes Fachpersonal durchführen.
• Geräte und Kabel wirksam vor Beschädigung schützen.
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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2 Verwendete Symbole
Voraussetzung
Handlungsanweisung
Reaktion, Ergebnis
[...] Bezeichnung von Tasten, Schaltflächen oder Anzeigen
Querverweis
Wichtiger Hinweis
Fehlfunktionen oder Störungen sind bei Nichtbeachtung möglich
Information
Ergänzender Hinweis
Beschleunigungssensoren VSA/VSM/VSP
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3 Bestimmungsgemäße Verwendung
Das Gerät ist für die Schwingungserfassung an Maschinen und Anlagen und das Messen des
Körperschalls (Beschleunigung) konzipiert.
• Anschluss an eine Diagnoseelektronik (z. B. VSE)
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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4 Funktion
Beschleunigungssensoren messen den Körperschall (Beschleunigung) an nicht rotierenden
Oberflächen. Das Ausgangssignal des Sensors ist das ungefilterte Rohsignal der Beschleunigung im
Rahmen der im Datenblatt angegebenen Spezifikationen.
4.1 Messprinzipien / Schnittstellen
• MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical Systems) basieren auf einem kapazitiven Messprinzip.
• Piezo-Sensoren nutzen den piezoelektrischen Effekt.
Gerätefamilie Messprinzip* Schnittstelle
VSA MEMS analoger Stromausgang
VSP Piezo IEPE
(Integrated Electronics Piezo Electric),
analoges Spannungssignal mit konstantem Versorgungsstrom
VSM MEMS
* Empfehlung: Bei der Messung von Beschleunigungen an bewegten Objekten MEMS-basierende
Sensoren verwenden.
4.2 Achsorientierung
Bei allen einachsigen Sensoren ist die z-Achse die Messrichtung. Die z-Achse entspricht der
Einschraubrichtung.
1
z
x
y
1: Montagerichtung
4.3 Selbsttest
MEMS-Sensoren bieten zusammen mit den Diagnoseelektroniken der ifm (VSE) die Möglichkeit eines
Selbsttests.
Die Messzelle des Sensors wird künstlich angeregt. Die Antwort auf diese Anregung wird über die
Messleitung gemessen und ausgewertet. Dadurch wird die Funktion der gesamten Messkette
inklusive Messzelle aktiv überprüft.
Beschleunigungssensoren VSA/VSM/VSP
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Bei Piezo-Sensoren stellt sich beim Anschluss an ein geeignetes Auswertegerät (z.B.
Diagnoseelektronik VSE) ein Betriebspunkt (konstanter Strom) ein, damit kann ein Kabelbruch
überwacht werden. Ein Test der Messzelle ist nicht möglich.
Bei VSM-Sensoren wird der Selbsttest der Messzelle nur über die Z-Achse durchgeführt.
uDie zugehörigen Leitungen (Z-Achse und Selbsttestleitung) an der gleichen Klemme eines
geeigneten Auswertegerätes (z.B. VSExxx) anschließen.
wDer Selbsttest wird korrekt durchgeführt.
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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5 Montage
Die Messrichtung sollte in Richtung der Hauptschwingung liegen. Diese verläuft in der Regel in
radialer Richtung zur Welle.
Bei Festlagern mit hoher Axialkraftaufnahme oder Axiallagern ist die bevorzugte Messrichtung axial
zur Welle.
uMontage nur in massiver Gehäusewand und senkrecht zur Maschinenoberfläche in Lagernähe
oder am Lagerschild.
uMessrichtung des Sensors beachten.
uAuf sichere Schwingungsübertragung achten und keine elastischen Zwischenschichten zulassen.
Adapter jeglicher Art haben Einfluss auf die Schwingungsmessung. Masse, Form und Steifigkeit des
Adapters beeinflussen den Frequenzgang des Gesamtsystems. Es können sowohl Resonanzen als
auch Dämpfungseffekte in verschiedenen Frequenzbereichen entstehen.
uBei allen Befestigungsarten den Sensor mit einem Drehmoment gemäß Datenblatt anschrauben.
wEin zu geringes Drehmoment kann zu einer zu schwachen Kopplung des Sensors an die
Maschine führen, ein zu hohes Drehmoment kann den Sensor und die Schraube
beschädigen.
5.1 Kontaktoberfläche vorbereiten
uEine lackfreie, saubere und glatte Kontaktoberfläche zur Befestigung des Sensors vorbereiten.
Die vorbereitete Kontaktoberfläche muss etwas größer als der Sensor oder der Montageadapter sein.
5.2 Befestigungsarten
Die folgende Tabelle zeigt den übertragbaren Messbereich von 3 verschiedenen Montagearten.
Befestigungsart Frequenzbereich
Verschrauben bis ca. 15 kHz
Direktes Aufkleben bis ca. 8 kHz
Magnet bis ca. 3 kHz
5.2.1 Verschrauben
Für die permanente Installation von Sensoren ist das Verschrauben die beste und empfohlene
Methode.
uSensor anschrauben.
uMit Schraubensicherungslack die Verbindungs-Steifigkeit erhöhen.
5.2.2 Kleben
Kleben eignet sich für temporäre Messungen oder wenn die Oberfläche nicht für eine Verschraubung
geeignet ist.
uKlebeadapter verwenden, damit der Sensor getauscht werden kann.
uSensor am Klebeadapter befestigen.
uDie Adapter-Sensor-Einheit gemäß der Anleitung des verwendeten Klebers an der Maschine
befestigen.
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uDie Klebeschicht so dünn wie möglich auftragen.
wIm Allgemeinen werden Methyl-Cyanoacrylat-Kleber (z.B. Loctite 454) oder Epoxid-Kleber
(z.B. Loctite EA 3450) verwendet.
wBei der Wahl eines geeigneten Klebers neben den Materialien immer die
Umgebungsbedingungen (z. B. den Temperaturbereich) berücksichtigen.
5.2.3 Magnet
Die Verwendung von Magneten wird nur für temporäre Messungen empfohlen und ist nur für
magnetische Oberflächen geeignet.
uSensor am Magnet befestigen.
uDie Magnet-Sensor-Einheit vorsichtig an der Maschine befestigen.
wBei unvorsichtiger Anbringung können sehr hohe g-Kräfte entstehen, die den Sensor
beschädigen können.
5.2.4 Befestigung eines Sensors mit 90°-Konus
Anfertigung der Bohrung für die Verschraubung gemäß Datenblatt unter Anwendung der gängigen
Vorschriften / Normen.
uAuf ebenen Flächen eine Konus-Senkung anfertigen oder eine konische Unterlegscheibe
verwenden.
uAuf schrägen oder gewölbten Flächen eine Konus-Senkung anfertigen.
min.15
min. 2 / max.4
min.1
90°
M8
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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6 Elektrischer Anschluss
Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft installiert werden.
uNationale und internationale Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen
befolgen.
uAnlage spannungsfrei schalten.
uGerät anschließen.
6.1 MEMS-Sensoren mit Stromausgang (VSA)
Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker oder Anschlussleitung mit M12-Stecker
M12
43
2 1
Pin 1: L+
Pin 2: Signalausgang (z-Achse)
Pin 3: GND
Pin 4: Selbsttest
Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung
Adernfarbe Signal
BN braun L+
WH weiß Signalausgang
BU blau GND
BK schwarz Selbsttest
Beilauflitze Kabelschirmung
6.2 MEMS-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSM)
Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung
Adernfarbe Signal
BN braun IEPE x-Achse (wenn vorhanden)
WH weiß IEPE z-Achse *)
BU blau GND
BK schwarz Selbsttest *)
GY grau IEPE y-Achse (wenn vorhanden)
Beilauflitze Kabelschirmung
*) Der Selbsttest erfolgt nur über die Z-Achse.
uBeide Leitungen (BK und WH) an der gleichen Klemme eines geeigneten Auswertegerätes (z.B.
VSExxx) anschließen.
Beschleunigungssensoren VSA/VSM/VSP
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Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker
M12
4
2 1
3
5
Pin 1: IEPE x-Achse (wenn vorhanden)
Pin 2: IEPE z-Achse
Pin 3: GND
Pin 4: Selbsttest
Pin 5: IEPE y-Achse (wenn vorhanden)
6.3 Piezo-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSP)
Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker
M12
43
2 1
Pin 1: -
Pin 2: IEPE z-Achse
Pin 3: -
Pin 4: GND
Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung
Adernfarbe Signal
BK schwarz GND
WH weiß IEPE z-Achse
RD rot keine Verbindung
Beilauflitze Kabelschirmung
6.4 Anschluss an Diagnoseelektronik VSE
Sensoreingang VSE Sensorausgang
S1 S2 S3 S4 Stromausgang IEPE
9 16 20 24 BN: L+ n.c. (nicht belegt)
10 15 19 23 WH: Messsignal Messsignal
11 14 18 22 BU: GND GND
12 13 17 21 BK: Selbsttest n.c. (nicht belegt) /
Selbsttest (wenn vorhanden)
6.5 Verwendung geschirmter Kabel
uZur Vermeidung kabelgebundener Störeinflüsse ein geschirmtes Kabel verwenden.
uAlle Maschinen- und Elektroteile erden.
uVSP-Geräte: Das Kabel unmittelbar nach dem Montageort befestigen.
wWerden mehrere Sensoren auf verschiedenen Maschinen eingesetzt, müssen alle Geräte
auf der gleichen Erde geerdet werden.
wDamit werden Bodenschleifen über die Diagnoseelektronik verhindert.
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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6.5.1 VSA / VSP-Geräte
Empfehlung: Eine einseitige Schirmung (bevorzugt im Schaltschrank).
Bei kabelgebundenen Geräten ist der Schirm mit dem Sensorgehäuse und dem gegebenenfalls
vorhandenen M12-Stecker verbunden.
6.5.2 VSM-Geräte
Empfehlung: Eine einseitige Schirmung an der Maschine.
Bei kabelgebundenen Geräten ist der Schirm mit dem Sensorgehäuse und dem gegebenenfalls
vorhandenen M12-Stecker verbunden.
6.6 Anschlussbeispiele
Empfohlener Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker oder Anschlussleitung mit M12- Stecker,
Beispiel VSA001
1: Schirm
Empfohlener Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung, Beispiel VSA004
uSchirm nicht an der Kabeldose auflegen.
Beschleunigungssensoren VSA/VSM/VSP
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1: Schirm
2: Beilauflitze
Empfohlener Anschluss bei VSM-Sensoren mit Kabelstecker, Beispiel VSM101
uSchirm an der Kabeldose auflegen.
1: Beilauflitze
2: Schirm
VSA/VSM/VSP Beschleunigungssensoren
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7 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung
Der Betrieb des Geräts ist wartungsfrei.
Das Gerät darf nur vom Hersteller repariert werden.
uGerät nach Gebrauch umweltgerecht gemäß den gültigen nationalen Bestimmungen entsorgen.
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IFM VSA201 Bedienungsanleitung
- Typ
- Bedienungsanleitung
- Dieses Handbuch ist auch geeignet für
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