Comprendre les accéléromètres piézoélectriques

Dispositifs

Equilibreur portable et analyseur de vibrations Balanset-1A

$2,359.12 Le prix initial était : $2,359.12.$1,911.19Le prix actuel est : $1,911.19.

Pièces détachées

Capteur de vibration

$107.50 Le prix initial était : $107.50.$71.67Le prix actuel est : $71.67.

Pièces détachées

Capteur optique (tachymètre laser)

$148.12 Le prix initial était : $148.12.$83.61Le prix actuel est : $83.61.

Dispositifs

Balanset-4

$8,126.12

Pièces détachées

Taille du support magnétique-60-kgf

$54.95

Pièces détachées

Bande réfléchissante

$11.94

Dispositifs

Equilibreur dynamique "Balanset-1A" OEM

$2,072.44 Le prix initial était : $2,072.44.$1,672.29Le prix actuel est : $1,672.29.

Définition : Qu'est-ce qu'un accéléromètre piézoélectrique ?

Accéléromètre piézoélectrique est un vibration capteur qui utilise l'effet piézoélectrique (où certains cristaux génèrent une charge électrique lorsqu'ils sont soumis à une contrainte mécanique) pour convertir les forces mécaniques accélération en un signal électrique proportionnel à l'amplitude des vibrations. Lorsque le capteur subit une accélération, une masse interne (masse sismique) comprime ou étire les éléments cristallins piézoélectriques, générant une charge électrique ou une tension conditionnée et transmise sous forme de signal de mesure.

Les accéléromètres piézoélectriques sont les capteurs de vibrations les plus répandus dans les applications industrielles en raison de leur large plage de fréquences (de 0,5 Hz à plus de 50 kHz), de leur haute sensibilité, de leur robustesse et de leur capacité d'auto-génération (ne nécessitant aucune source d'alimentation externe pour l'élément sensible lui-même). Ils constituent la base des capteurs modernes. analyse des vibrations et des programmes de surveillance de l’état.

Effet piézoélectrique

Principe physique

• Certains cristaux (quartz, tourmaline) et céramiques (PZT, titanate de baryum) sont piézoélectriques
• La contrainte mécanique génère une charge électrique sur les surfaces cristallines
• Charge proportionnelle à la force appliquée
• Effet réversible (l'application d'une tension provoque une déformation)
• Auto-générateur (aucune énergie nécessaire pour la génération de charge)

Dans l'accéléromètre

1. Les vibrations accélèrent la base du capteur et le boîtier
2. La masse sismique interne subit une force (F = m × a)
3. La force comprime le cristal piézoélectrique
4. Le cristal génère une charge proportionnelle à la force (et donc à l'accélération)
5. Charge collectée sur des électrodes et convertie en signal mesurable

Types d'accéléromètres piézoélectriques

Par conception interne

Type de compression

• Conception la plus courante
• Cristal comprimé entre la masse et la base
• Robuste, large plage de température
• Idéal pour les environnements difficiles

Type de cisaillement

• Cristal cisaillé par un mouvement de masse
• Excellente isolation de la contrainte de base
• Meilleure réponse aux basses fréquences
• Moins sensible aux transitoires de température
• Performances haut de gamme

Type de flexion (flexion)

• Cristal en configuration de courbure
• Haute sensibilité possible
• Moins courant dans les applications industrielles

Par type d'électronique

Mode de charge

• La sortie est la charge (picocoulombs)
• Nécessite un amplificateur de charge externe
• Capacité de température extrême (jusqu'à 650 °C)
• Sortie haute impédance (sensible au câble)
• Applications spécialisées

IEPE/ICP (mode tension)

• L'électronique intégrée convertit la charge en tension
• IEPE est la norme de l'industrie
• Sortie à faible impédance
• Connectivité simple
• 95%+ d'applications industrielles

Spécifications de performance

Sensibilité

• Puissance de sortie par unité d'accélération (mV/g, pC/g)
• Typique : 10 à 100 mV/g pour IEPE ; 1 à 100 pC/g pour le mode de charge
• Sensibilité plus élevée = meilleure résolution mais portée plus faible
• Sélection basée sur les niveaux de vibrations attendus

Gamme de fréquences

• Basse fréquence : 0,5-5 Hz selon l'électronique
• Haute fréquence: 5-50 kHz jusqu'à la résonance
• Plage utilisable : Généralement à 1/3 de la fréquence de résonance
• Effets de montage : La méthode de montage limite la réponse en haute fréquence

Plage d'amplitude

• Usage général : ±50g à ±500g
• Haute sensibilité : ±5g à ±50g
• Capteurs de chocs : ±500g à ±10 000g
• Ne doit pas dépasser la portée (écrêtage, dégâts)

Critères de sélection

Pour la surveillance générale des machines

• Accéléromètre IEPE 100 mV/g
• Plage de ±50 g
• Gamme de fréquences 1 Hz – 10 kHz
• Température nominale industrielle (-40 à +120°C)
• Hermétiquement scellé

Pour la détection des défauts de roulement

• Réponse en fréquence plus élevée (jusqu'à 20 kHz et plus)
• Sensibilité modérée (10-50 mV/g)
• Large plage dynamique
• Montage par goujon pour un meilleur couplage haute fréquence

Pour les applications à haute température

• Mode IEPE haute température (jusqu'à 175 °C) ou charge (jusqu'à 650 °C)
• Montage et câblage spéciaux
• Peut sacrifier certaines performances pour la capacité de température

Montage et installation

Effets croissants sur les performances

• Montage sur goujon : Meilleur (plat à 10 kHz et plus)
• Adhésif : Bon (plat à 7-8 kHz)
• Magnétique: Acceptable (plat à 2-3 kHz)
• Sonde/Portable : Pauvre (limité aux basses fréquences, qualitatif)

Exigences d'installation

• Surface de montage propre et plane
• Couple de serrage approprié pour le montage des goujons
• Couche adhésive fine et uniforme
• Base magnétique entièrement assise
• Câble sécurisé pour éviter de tirer

Les accéléromètres piézoélectriques, notamment de type IEPE, sont essentiels à la surveillance des vibrations industrielles. Leur large réponse en fréquence, leur haute sensibilité, leur robustesse et (pour les IEPE) leur simplicité en font le capteur de choix pour la surveillance d'état, le diagnostic et l'équilibrage dans la grande majorité des applications de machines tournantes à travers le monde.

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