Leikkauskiihtyvyysantureiden ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on leikkauskiihtyvyysanturi?
Leikkauskiihtyvyysanturi (jota kutsutaan myös leikkausmoodikiihtyvyysanturiksi) on eräänlainen pietsosähköinen kiihtyvyysanturi jossa sisäinen seisminen massa kohdistaa leikkausjännitystä (puristusjännityksen sijaan) pietsosähköisiin kideelementteihin, kun kiihtyvyys tapahtuu. Tämä leikkaustilan kokoonpano tarjoaa erinomaisen perusjännityksen eristyksen (kiinnityspinnan vääristymien sietokyvyn), paremman lämpötransienttivasteen ja pienemmän herkkyyden kiinnitysmomentin vaihteluille verrattuna puristustilan rakenteisiin, mikä tekee leikkauskiihtyvyysantureista ensisijaisen valinnan kriittisiin tärinä mittaukset, jotka vaativat korkeinta tarkkuutta ja vakautta.
Vaikka leikkaustilan kiihtyvyysanturit ovat kalliimpia kuin tavalliset puristusmoodikiihtyvyysanturit, niitä käytetään laajalti tarkkuussovelluksissa, referenssistandardeissa, pysyvissä valvontajärjestelmissä ja kaikissa tilanteissa, joissa mittauslaatu oikeuttaa lisäkustannukset.
Rakenne ja toimintaperiaate
Sisäinen suunnittelu
- Keskimmäinen viesti: Jäykkä kiinnitystappi anturin keskiosan läpi
- Seisminen massa: Rengas tai sylinteri keskipylvään ympärillä
- Piezo-elementit: Massan ja keskitapin väliin sitoutuneet kiteet
- Esilataus: Massa esikuormitettu kiteitä vasten
- Leikkauskonfiguraatio: Kiihtyvyys aiheuttaa tangentiaalista (leikkaus)jännitystä kiteisiin
Miten leikkaustila toimii
- Kotelo kiihtyy tärinän vaikutuksesta
- Seisminen massa vastustaa kiihtyvyyttä (F = m × a)
- Massa yrittää liukua tangentiaalisesti keskipylvään suhteen
- Luo leikkausjännitystä pietsosähköisiin elementteihin
- Leikkausjännitys tuottaa sähkövarauksen
- Kiihtyvyyteen verrannollinen lataus
Edut pakkaustilaan verrattuna
Pohjakannan eristäminen
Ensisijainen etu:
- Kiinnityspinnan taivutus ei vaikuta suoraan kiteen jännitykseen
- Leikkausalkuaineet eristettynä perusjännityksestä
- Voidaan asentaa ohuisiin, joustaviin rakenteisiin ilman virheitä
- Kompressiotila näyttää vääriä signaaleja perusjännityksestä
- Kriittinen ohutlevyisten ja kevyiden koteloiden mittauksissa
Terminen transienttiimmuniteetti
- Parempi lämpötilan muutosten hylkääminen
- Pienempi pyroelektrinen vaikutus (lämpötilan muutoksesta johtuva varaus)
- Vakaampi nollapiste
- Tärkeää lämpötilavaihteluita mittaaville mittauksille
Asennusmomentin epäherkkyys
- Suorituskykyyn vaikuttavat vähemmän pulttien vääntömomentin vaihtelut
- Toistettavampi asennus
- Vähemmän kriittistä vääntömomentin säätöä tarvitaan
Parempi vakaus
- Pienempi ajautuminen ajan myötä
- Vakaampi kalibrointi
- Suositellaan referenssi- ja mittauskäyttöön
Sovellukset
Viitestandardit
- Kalibrointireferenssianturit
- Mittaus- ja standardointilaboratoriot
- Peräkkäiset kalibrointipäälaitteet
- Vaadittu suurin tarkkuus
Kriittisten koneiden valvonta
- Arvokkaiden laitteiden jatkuva valvonta
- Ydinvoimalat
- Suuri turbokoneisto
- Missä luotettavuus ja tarkkuus ovat etusijalla
Tarkkuusmittaukset
- Modaalitestaus ja rakenteellinen dynamiikka
- Tutkimus ja kehitys
- Hyväksyntätestaus
- Sopimuskohtaiset varmennusmittaukset
Vaikeat asennustilanteet
- Ohutlevyrakenteet
- Kevyet konekotelot
- Joustavat kiinnityspinnat
- Missä pohjajännitys vaikuttaisi puristusantureihin
Suorituskykyominaisuudet
Taajuusalue
- Samankaltaisia kuin puristuskiihtyvyysanturit
- Matala taajuus: 0,5–5 Hz rakenteesta riippuen
- Korkea taajuus: resonanssiin (20-70 kHz koosta riippuen)
- Käyttöalue erittäin laaja
Amplitudialue
- Tyypillisesti ±50 g - ±500 g
- Samanlaisia kuin puristusmallit
- Erikoisversiot korkeammille tai matalammille alueille
Lämpötilaominaisuudet
- Vakio: -50 - +120 °C
- Korkean lämpötilan versiot: jopa 175 °C
- Parempi terminen stabiilius kuin puristus
- Pienempi nollapisteen siirtymä lämpötilan mukaan
Kustannusnäkökohdat
Korkeammat kustannukset
- Tyypillisesti 2–4 kertaa puristuskiihtyvyysantureiden hinta
- Monimutkaisempi valmistus
- Tiukemmat toleranssit vaaditaan
- Ensiluokkaiset materiaalit ja prosessit
Kustannusperustelu
- Kriittiset sovellukset, joissa tarkkuus on olennaista
- Vaikeat asennustilanteet
- Referenssistandardit ja kalibrointi
- Pitkäaikaiset pysyvät asennukset
- Kun mittausvirheet tulevat kalliiksi
Valintakriteerit
Valitse leikkaustila, kun:
- Asennus ohuisiin tai joustaviin rakenteisiin
- Lämpötilamuutoksia odotettavissa
- Vaadittu suurin tarkkuus
- Referenssi- tai kalibrointisovellus
- Pitkäaikainen pysyvä asennus, jossa vakaus on kriittistä
Pakkaustila on riittävä, kun:
- Rutiininomainen teollisuuden valvonta
- Jäykät kiinnityspinnat
- Budjettirajoitukset
- Vakiotarkkuus riittävä
- Väliaikaiset mittaukset
Valmistajat ja mallit
- Useimmat kiihtyvyysanturien valmistajat tarjoavat leikkausmalleja
- Usein nimetty "premium"- tai "precision"-malleiksi
- Teollisuuden kiihtyvyysanturit: monet ovat leikkaustilassa
- Saatavilla sekä IEPE- että lataustilaversioina
Leikkauskiihtyvyysanturit edustavat pietsosähköisten värähtelyantureiden huippuluokkaa, ja ne tarjoavat erinomaisen perusjännityksen vaimennuksen, lämpöstabiilisuuden ja mittaustarkkuuden verrattuna puristusrakenteisiin. Vaikka niiden korkeammat kustannukset rajoittavat niiden käyttöä kriittisissä sovelluksissa, leikkausmoodianturit ovat optimaalinen valinta, kun mittauslaatu on ensiarvoisen tärkeää, asennusolosuhteet haastavat tai pitkäaikainen vakaus on välttämätöntä.
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 