Forståelse af forskydningsaccelerometre
Definition: Hvad er et forskydningsaccelerometer?
Forskydningsaccelerometer (også kaldet shear-mode accelerometer) er en type piezoelektrisk accelerometer hvor den interne seismiske masse påfører forskydningsspænding (snarere end trykspænding) på de piezoelektriske krystalelementer, når acceleration forekommer. Denne forskydningstilstandskonfiguration giver overlegen basisspændingsisolering (immunitet over for forvrængning af monteringsoverfladen), bedre termisk transientrespons og lavere følsomhed over for variationer i monteringsmoment sammenlignet med kompressionstilstandsdesign, hvilket gør forskydningsaccelerometre til det bedste valg til kritiske vibrationer målinger, der kræver den højeste nøjagtighed og stabilitet.
Selvom de er dyrere end standard kompressions-accelerometre, anvendes shear-mode sensorer i vid udstrækning i præcisionsapplikationer, referencestandarder, permanente overvågningssystemer og enhver situation, hvor målekvaliteten berettiger den ekstra omkostning.
Konstruktion og driftsprincip
Internt design
- Centerpost: Stiv monteringsstift gennem sensorcenter
- Seismisk masse: Ring eller cylinder omkring midterstolpen
- Piezo-elementer: Krystaller bundet mellem masse og midterstolpe
- Forbelastning: Masse forudbelastet mod krystaller
- Forskydningskonfiguration: Acceleration forårsager tangentiel (forskydnings)spænding på krystaller
Sådan fungerer forskydningstilstand
- Huset accelererer med vibrationer
- Seismisk masse modstår acceleration (F = m × a)
- Massen forsøger at glide tangentielt i forhold til midterstolpen
- Skaber forskydningsspænding i piezoelektriske elementer
- Forskydningsspænding genererer elektrisk ladning
- Ladning proportional med acceleration
Fordele i forhold til komprimeringstilstand
Basestammeisolering
Den primære fordel:
- Bøjning af monteringsfladen påvirker ikke krystalspændingen direkte
- Forskydningselementer isoleret fra basisspænding
- Kan monteres på tynde, fleksible strukturer uden fejl
- Kompressionstilstand viser falske signaler fra basebelastning
- Kritisk for målinger på metalplader og letvægtshuse
Termisk transient immunitet
- Bedre afvisning af temperaturændringer
- Lavere pyroelektrisk effekt (ladning fra temperaturændring)
- Mere stabilt nulpunkt
- Vigtigt for målinger med temperaturvariationer
Monteringsmomentufølsomhed
- Ydeevnen påvirkes mindre af variationer i boltmomentet
- Mere gentagelig installation
- Mindre kritisk momentstyring nødvendig
Bedre stabilitet
- Lavere afdrift over tid
- Mere stabil kalibrering
- Foretrukket til reference og metrologi
Applikationer
Referencestandarder
- Kalibreringsreferencesensorer
- Metrologi- og standardlaboratorier
- Efterfølgende kalibreringsmastere
- Højeste nøjagtighed kræves
Overvågning af kritiske maskiner
- Permanent overvågning af udstyr af høj værdi
- Atomkraftværker
- Stort turbomaskineri
- Hvor pålidelighed og præcision er altafgørende
Præcisionsmålinger
- Modal testning og strukturel dynamik
- Forskning og udvikling
- Accepttest
- Målinger af kontraktlig verifikation
Vanskelige monteringssituationer
- Tynde metalpladekonstruktioner
- Letvægts maskinhuse
- Fleksible monteringsflader
- Hvor basisbelastning ville påvirke kompressionssensorer
Ydeevneegenskaber
Frekvensområde
- Ligner kompressionsaccelerometre
- Lavfrekvens: 0,5-5 Hz afhængigt af design
- Højfrekvens: til resonans (20-70 kHz afhængigt af størrelse)
- Brugsområde meget bredt
Amplitudeområde
- Typisk ±50 g til ±500 g
- Ligner kompressionsdesigns
- Specialiserede versioner til højere eller lavere intervaller
Temperaturydelse
- Standard: -50 til +120°C
- Højtemperaturversioner: op til 175°C
- Bedre termisk stabilitet end kompression
- Lavere nulforskydning med temperatur
Omkostningsovervejelser
Højere omkostninger
- Typisk 2-4 gange prisen for kompressionsaccelerometre
- Mere kompleks fremstilling
- Større tolerancer kræves
- Premium materialer og processer
Omkostningsbegrundelse
- Kritiske applikationer, hvor præcision er afgørende
- Vanskelige monteringssituationer
- Referencestandarder og kalibrering
- Langvarige permanente installationer
- Når målefejl koster dyrt
Udvælgelseskriterier
Vælg forskydningstilstand når:
- Montering på tynde eller fleksible strukturer
- Forventede temperaturoverskridende forhold
- Højeste nøjagtighed kræves
- Reference- eller kalibreringsapplikation
- Langvarig permanent installation med afgørende stabilitet
Kompressionstilstand tilstrækkelig når:
- Rutinemæssig industriel overvågning
- Stive monteringsflader
- Budgetbegrænsninger
- Standardnøjagtighed tilstrækkelig
- Midlertidige målinger
Producenter og modeller
- De fleste accelerometre tilbyder forskydningsdesign
- Ofte betegnet som "premium"- eller "præcisions"-modeller
- Industrielle accelerometre: mange er i forskydningstilstand
- IEPE- og opladningstilstandsversioner er begge tilgængelige
Forskydningsaccelerometre repræsenterer premium-niveauet inden for piezoelektriske vibrationssensorer, der tilbyder overlegen basisbelastningsafvisning, termisk stabilitet og målenøjagtighed sammenlignet med kompressionsdesign. Selvom deres højere omkostninger begrænser anvendelsen til kritiske applikationer, er forskydningssensorer det optimale valg, når målekvalitet er altafgørende, monteringsforholdene er udfordrende, eller langsigtet stabilitet er afgørende.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 