Qu'est-ce qu'un accéléromètre de cisaillement ? Capteur de vibrations haut de gamme • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors. Qu'est-ce qu'un accéléromètre de cisaillement ? Capteur de vibrations haut de gamme • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et de nombreux autres rotors.

Qu'est-ce qu'un accéléromètre de cisaillement ? Capteur de vibrations haut de gamme

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Comprendre les accéléromètres de cisaillement

Définition : Qu'est-ce qu'un accéléromètre de cisaillement ?

Accéléromètre de cisaillement (également appelé accéléromètre en mode cisaillement) est un type de accéléromètre piézoélectrique où la masse sismique interne applique une contrainte de cisaillement (plutôt qu'une contrainte de compression) aux éléments cristallins piézoélectriques lorsque accélération Ce phénomène se produit. Cette configuration en mode cisaillement offre une isolation supérieure contre les contraintes de base (immunité à la distorsion de la surface de montage), une meilleure réponse aux transitoires thermiques et une sensibilité moindre aux variations de couple de montage par rapport aux conceptions en mode compression, faisant des accéléromètres à cisaillement le choix de prédilection pour les applications critiques. vibration des mesures exigeant une précision et une stabilité maximales.

Bien que plus coûteux que les accéléromètres à compression standard, les capteurs à cisaillement sont largement utilisés dans les applications de précision, les étalons de référence, les systèmes de surveillance permanente et toute situation où la qualité de la mesure justifie le coût supplémentaire.

Principe de construction et de fonctionnement

Conception intérieure

  • Poteau central : Goujon de fixation rigide traversant le centre du capteur
  • Masse sismique : Anneau ou cylindre autour du poteau central
  • Éléments piézoélectriques : Cristaux liés entre la masse et le pilier central
  • Précharge: Masse préchargée contre les cristaux
  • Configuration de cisaillement : L'accélération provoque une contrainte tangentielle (de cisaillement) sur les cristaux.

Fonctionnement du mode cisaillement

  1. Le boîtier accélère avec les vibrations
  2. La masse sismique résiste à l'accélération (F = m × a)
  3. La masse tend à glisser tangentiellement par rapport au poteau central.
  4. Crée des contraintes de cisaillement dans les éléments piézoélectriques
  5. La contrainte de cisaillement génère une charge électrique
  6. Charge proportionnelle à l'accélération

Avantages par rapport au mode de compression

Isolation de la souche de base

Le principal avantage :

  • La flexion de la surface de montage n'affecte pas directement la contrainte du cristal.
  • Éléments de cisaillement isolés de la déformation de base
  • Peut être monté sur des structures fines et flexibles sans erreur
  • Le mode de compression génère de faux signaux provenant de la contrainte de base
  • Essentiel pour les mesures sur tôles et boîtiers légers

Immunité aux transitoires thermiques

  • Meilleure résistance aux variations de température
  • Effet pyroélectrique réduit (charge due au changement de température)
  • Point zéro plus stable
  • Important pour les mesures avec variations de température

Insensibilité au couple de montage

  • Les performances sont moins affectées par les variations de couple des goujons.
  • Installation plus reproductible
  • Contrôle du couple moins critique nécessaire

Meilleure stabilité

  • Dérive plus faible au fil du temps
  • étalonnage plus stable
  • Préféré pour les références et la métrologie

Applications

Normes de référence

  • Capteurs de référence d'étalonnage
  • Laboratoires de métrologie et d'étalonnage
  • Maîtres de l'étalonnage dos à dos
  • Précision maximale requise

Surveillance des machines critiques

  • Surveillance permanente des équipements de grande valeur
  • centrales nucléaires
  • grandes turbomachines
  • Là où la fiabilité et la précision sont primordiales

Mesures de précision

  • Essais modaux et dynamique des structures
  • Recherche et développement
  • Tests d'acceptation
  • Mesures de vérification contractuelle

Situations de montage difficiles

  • structures en tôle mince
  • carters de machines légers
  • surfaces de montage flexibles
  • Là où la contrainte de base affecterait les capteurs de compression

Caractéristiques de performance

Gamme de fréquences

  • Similaires aux accéléromètres à compression
  • Basse fréquence : 0,5 à 5 Hz selon la conception
  • Haute fréquence : à la résonance (20-70 kHz selon la taille)
  • Plage d'utilisation très large

Plage d'amplitude

  • Généralement de ±50 g à ±500 g
  • Similaires aux modèles de compression
  • Versions spécialisées pour les gammes supérieures ou inférieures

Performances en température

  • Plage de température standard : -50 à +120 °C
  • Versions haute température : jusqu'à 175 °C
  • Meilleure stabilité thermique que la compression
  • Décalage du zéro inférieur avec la température

Considérations relatives aux coûts

coût plus élevé

  • Généralement 2 à 4 fois le coût des accéléromètres à compression
  • Fabrication plus complexe
  • Des tolérances plus strictes sont requises
  • Matériaux et procédés haut de gamme

Justification des coûts

  • Applications critiques où la précision est essentielle
  • situations de montage difficiles
  • Normes de référence et étalonnage
  • installations permanentes à long terme
  • Lorsque les erreurs de mesure sont coûteuses

Critères de sélection

Choisissez le mode de cisaillement lorsque :

  • Montage sur des structures minces ou flexibles
  • Des variations de température sont attendues.
  • Précision maximale requise
  • application de référence ou d'étalonnage
  • Installation permanente à long terme avec stabilité critique

Mode de compression adéquat quand :

  • surveillance industrielle de routine
  • Surfaces de montage rigides
  • contraintes budgétaires
  • Précision standard suffisante
  • Mesures temporaires

Fabricants et modèles

  • La plupart des fabricants d'accéléromètres proposent des modèles à cisaillement.
  • Souvent désignés comme modèles “ haut de gamme ” ou “ de précision ”
  • Accéléromètres industriels : beaucoup fonctionnent en mode cisaillement
  • Les versions IEPE et en mode charge sont toutes deux disponibles.

Les accéléromètres à cisaillement représentent le haut de gamme des capteurs de vibrations piézoélectriques, offrant une réjection des contraintes de base, une stabilité thermique et une précision de mesure supérieures aux modèles à compression. Bien que leur coût plus élevé limite leur utilisation aux applications critiques, les capteurs à cisaillement constituent le choix optimal lorsque la qualité de mesure est primordiale, les conditions de montage difficiles ou la stabilité à long terme essentielle.

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Catégories : GlossaireMesures
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