Comprensión de los acelerómetros piezoeléctricos

Dispositivos

Equilibrador portátil y analizador de vibraciones Balanset-1A

$2,364.82 El precio original era: $2,364.82.$1,915.80El precio actual es: $1,915.80.

Piezas

Sensor de vibración

$107.76 El precio original era: $107.76.$71.84El precio actual es: $71.84.

Piezas

Sensor óptico (Tacómetro láser)

$148.47 El precio original era: $148.47.$83.82El precio actual es: $83.82.

Dispositivos

Balanset-4

$8,145.74

Piezas

Pie Magnético Tamaño-60-kgf

$55.08

Piezas

Cinta reflectante

$11.97

Dispositivos

Equilibrador dinámico "Balanset-1A" OEM

$2,077.45 El precio original era: $2,077.45.$1,676.33El precio actual es: $1,676.33.

Definición: ¿Qué es un acelerómetro piezoeléctrico?

acelerómetro piezoeléctrico es un vibración sensor que utiliza el efecto piezoeléctrico —donde ciertos cristales generan carga eléctrica al ser sometidos a tensión mecánica— para convertir la carga mecánica aceleración en una señal eléctrica proporcional a la amplitud de la vibración. Cuando el sensor experimenta aceleración, una masa interna (masa sísmica) comprime o estira los elementos de cristal piezoeléctrico, generando una carga o voltaje eléctrico que se acondiciona y se emite como una señal de medición.

Los acelerómetros piezoeléctricos son los sensores de vibración más utilizados en aplicaciones industriales debido a su amplio rango de frecuencia (de 0,5 Hz a más de 50 kHz), alta sensibilidad, robustez y capacidad de autogeneración (no requieren una fuente de alimentación externa para el elemento sensor). Constituyen la base de la tecnología moderna. análisis de vibraciones y programas de monitorización de condiciones.

Efecto piezoeléctrico

Principio físico

• Ciertos cristales (cuarzo, turmalina) y cerámicas (PZT, titanato de bario) son piezoeléctricos.
• La tensión mecánica genera carga eléctrica en las superficies cristalinas.
• Carga proporcional a la fuerza aplicada
• Efecto reversible (la aplicación de voltaje provoca deformación)
• Autogenerador (no necesita energía para generar la carga)

En el acelerómetro

1. La vibración acelera la base y la carcasa del sensor.
2. La masa sísmica interna experimenta una fuerza (F = m × a)
3. La fuerza comprime el cristal piezoeléctrico.
4. El cristal genera una carga proporcional a la fuerza (y, por lo tanto, a la aceleración).
5. La carga se recoge en los electrodos y se convierte en una señal medible.

Tipos de acelerómetros piezoeléctricos

Por diseño interno

Tipo de compresión

• Diseño más común
• Cristal comprimido entre la masa y la base
• Resistente, amplio rango de temperatura
• Ideal para entornos hostiles

Tipo de corte

• Cristal cortado por movimiento de masa
• Excelente aislamiento de la cepa base
• Mejor respuesta en bajas frecuencias
• Menos sensible a las variaciones de temperatura
• Rendimiento premium

Tipo de flexión (doblado)

• Cristal en configuración de flexión
• Alta sensibilidad posible
• Menos común en aplicaciones industriales

Por tipo de electrónica

Modo de carga

• La salida es carga (picoculombios)
• Requiere un amplificador de carga externo
• Capacidad para soportar temperaturas extremas (hasta 650 °C)
• Salida de alta impedancia (sensible al cable)
• Aplicaciones especializadas

IEPE/ICP (Modo de voltaje)

• Los componentes electrónicos integrados convierten la carga en voltaje.
• IEPE es estándar de la industria
• Salida de baja impedancia
• conectividad simple
• 95%+ de aplicaciones industriales

Especificaciones de rendimiento

Sensibilidad

• Potencia de salida por unidad de aceleración (mV/g, pC/g)
• Valores típicos: 10-100 mV/g para IEPE; 1-100 pC/g para el modo de carga
• Mayor sensibilidad = mejor resolución pero menor rango
• Selección basada en los niveles de vibración esperados

Rango de frecuencia

• Baja frecuencia: 0,5-5 Hz dependiendo de la electrónica
• Frecuencia alta: 5-50 kHz hasta la resonancia
• Rango útil: Normalmente a 1/3 de la frecuencia de resonancia
• Efectos del montaje: El método de montaje limita la respuesta en alta frecuencia.

Rango de amplitud

• Uso general: ±50 g a ±500 g
• Alta sensibilidad: ±5 g a ±50 g
• Sensores de impacto: ±500 g a ±10 000 g
• No debe exceder el alcance (recorte, daño).

Criterios de selección

Para el monitoreo general de maquinaria

• Acelerómetro IEPE de 100 mV/g
• Rango de ±50 g
• Rango de frecuencia: 1 Hz – 10 kHz
• Clasificación de temperatura industrial (-40 a +120 °C)
• Sellado herméticamente

Para la detección de defectos en rodamientos

• Respuesta en frecuencia más alta (hasta 20+ kHz)
• Sensibilidad moderada (10-50 mV/g)
• Amplio rango dinámico
• Montaje con espárragos para un acoplamiento óptimo de alta frecuencia

Para aplicaciones de alta temperatura

• IEPE de alta temperatura (hasta 175 °C) o modo de carga (hasta 650 °C)
• Montaje y cableado especiales
• Puede sacrificar algo de rendimiento por capacidad de temperatura.

Montaje e instalación

Efectos crecientes en el rendimiento

• Montaje con espárrago: Óptimo (plano hasta más de 10 kHz)
• Adhesivo: Buena (plana hasta 7-8 kHz)
• Magnético: Aceptable (plana hasta 2-3 kHz)
• Sonda/Dispositivo portátil: Deficiente (limitado a bajas frecuencias, cualitativo)

Requisitos de instalación

• Superficie de montaje limpia y plana
• Par de apriete adecuado para el montaje de espárragos
• Capa adhesiva fina y uniforme
• Base magnética completamente asentada
• Cable asegurado para evitar tirones

Los acelerómetros piezoeléctricos, en particular los de tipo IEPE, son fundamentales para la monitorización de vibraciones industriales. Su combinación de amplia respuesta en frecuencia, alta sensibilidad, robustez y (en el caso de los IEPE) simplicidad los convierte en el sensor idóneo para la monitorización del estado, el diagnóstico y el equilibrado en la gran mayoría de las aplicaciones de maquinaria rotativa en todo el mundo.

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