הבנת מדי תאוצה של גזירה
הגדרה: מהו מד תאוצה גזירה?
מד תאוצה גזירה (נקרא גם מד תאוצה במצב גזירה) הוא סוג של מד תאוצה פיזואלקטרי כאשר המסה הסייסמית הפנימית מפעילה מאמץ גזירה (ולא מאמץ דחיסה) על אלמנטי הגביש הפיזואלקטריים כאשר תְאוּצָה מתרחש. תצורת מצב גזירה זו מספקת בידוד מאמץ בסיסי מעולה (חסינות לעיוות משטח הרכבה), תגובת מעבר תרמית טובה יותר ורגישות נמוכה יותר לשינויים במומנט הרכבה בהשוואה לתכנונים במצב דחיסה, מה שהופך את מדי תאוצה של גזירה לבחירה האיכותית עבור ניסויים קריטיים. רֶטֶט מדידות הדורשות דיוק ויציבות מרביים.
למרות שהם יקרים יותר מחיישני תאוצה במצב דחיסה סטנדרטיים, חיישנים במצב גזירה נמצאים בשימוש נרחב ביישומים מדויקים, תקני ייחוס, מערכות ניטור קבועות ובכל מצב שבו איכות המדידה מצדיקה את העלות הנוספת.
עקרון בנייה ופעולה
עיצוב פנימי
- עמוד מרכזי: פין הרכבה קשיח דרך מרכז החיישן
- מסה סייסמית: טבעת או גליל סביב עמוד האמצע
- אלמנטים פיאזו: גבישים קשורים בין המסה לעמוד המרכזי
- טעינה מוקדמת: מסה טעונה מראש כנגד גבישים
- תצורת גזירה: תאוצה גורמת למאמץ משיקי (גזירה) על גבישים
כיצד פועל מצב גזירה
- הדיור מאיץ עם רטט
- מסה סייסמית מתנגדת לתאוצה (F = m × a)
- המסה מנסה להחליק בצורה משיקית יחסית לעמוד המרכזי
- יוצר מאמץ גזירה באלמנטים פיזואלקטריים
- מאמץ גזירה יוצר מטען חשמלי
- מטען פרופורציונלי לתאוצה
יתרונות על פני מצב דחיסה
בידוד זן בסיסי
היתרון העיקרי:
- כיפוף משטח ההרכבה אינו משפיע ישירות על מאמץ הגביש
- אלמנטים של גזירה מבודדים ממאמץ בסיסי
- ניתן להרכיב על מבנים דקים וגמישים ללא שגיאות
- מצב דחיסה מציג אותות כוזבים ממאמץ בסיסי
- קריטי למדידות על גבי יריעות מתכת, מארזים קלים
חסינות תרמית חולפת
- דחייה טובה יותר של שינויי טמפרטורה
- אפקט פירואלקטרי נמוך יותר (מטען משינוי טמפרטורה)
- נקודת אפס יציבה יותר
- חשוב למדידות עם שינויי טמפרטורה
חוסר רגישות למומנט הרכבה
- הביצועים מושפעים פחות משינויים במומנט הברגים
- התקנה חוזרת יותר
- נדרשת פחות בקרת מומנט קריטית
יציבות טובה יותר
- סחיפה נמוכה יותר לאורך זמן
- כיול יציב יותר
- מועדף לעיון ומטרולוגיה
יישומים
תקני ייחוס
- חיישני ייחוס כיול
- מעבדות מטרולוגיה ותקינה
- מאסטרים של כיול ברצף
- נדרש דיוק מקסימלי
ניטור מכונות קריטיות
- ניטור קבוע של ציוד בעל ערך גבוה
- תחנות כוח גרעיניות
- טורבו-מכונות גדולות
- כאשר אמינות ודיוק הם בעלי חשיבות עליונה
מדידות מדויקות
- בדיקות מודאליות ודינמיקה מבנית
- מחקר ופיתוח
- בדיקות קבלה
- מדידות אימות חוזי
מצבי הרכבה קשים
- מבני מתכת דקים
- מארזים קלים למכונות
- משטחי הרכבה גמישים
- היכן שמאמץ בסיסי ישפיע על חיישני דחיסה
מאפייני ביצועים
טווח תדרים
- דומה למדי תאוצה של דחיסה
- תדר נמוך: 0.5-5 הרץ בהתאם לעיצוב
- תדר גבוה: עד תהודה (20-70 קילוהרץ בהתאם לגודל)
- טווח שימוש רחב מאוד
טווח משרעת
- בדרך כלל ±50 גרם עד ±500 גרם
- דומה לעיצובי דחיסה
- גרסאות מיוחדות לטווחי טווח גבוהים או נמוכים יותר
ביצועי טמפרטורה
- תקן: 50- עד 120+ מעלות צלזיוס
- גרסאות לטמפרטורות גבוהות: עד 175°C
- יציבות תרמית טובה יותר מאשר דחיסה
- הסטת אפס נמוכה יותר עם הטמפרטורה
שיקולי עלות
עלות גבוהה יותר
- בדרך כלל עלות מדי תאוצה דחיסה היא פי 2-4
- ייצור מורכב יותר
- נדרשות סבולות מחמירות יותר
- חומרים ותהליכים פרימיום
הצדקת עלות
- יישומים קריטיים שבהם דיוק חיוני
- מצבי הרכבה קשים
- סטנדרטים וכיול ייחוס
- התקנות קבועות לטווח ארוך
- כאשר טעויות מדידה יקרות
קריטריוני בחירה
בחר מצב גזירה כאשר:
- הרכבה על מבנים דקים או גמישים
- שינויי טמפרטורה צפויים
- נדרש דיוק מקסימלי
- יישום ייחוס או כיול
- התקנה קבועה לטווח ארוך עם יציבות קריטית
מצב דחיסה מתאים כאשר:
- ניטור תעשייתי שגרתי
- משטחי הרכבה קשיחים
- אילוצי תקציב
- דיוק סטנדרטי מספיק
- מדידות זמניות
יצרנים ודגמים
- רוב יצרני מדי התאוצה מציעים עיצובים של גזירה
- לעיתים קרובות מסווגים כדגמים "פרימיום" או "מדויקים"
- מדי תאוצה תעשייתיים: רבים מהם במצב גזירה
- גרסאות IEPE ומצב טעינה זמינות גם כן
מדי תאוצה מסוג גזירה מייצגים את רמת הפרימיום של חיישני רטט פיזואלקטריים, המציעים דחיית עומס בסיסי, יציבות תרמית ודיוק מדידה מעולים בהשוואה לתכנוני דחיסה. בעוד שעלותם הגבוהה יותר מגבילה את השימוש ביישומים קריטיים, חיישני מצב גזירה הם הבחירה האופטימלית כאשר איכות המדידה היא בעלת חשיבות עליונה, תנאי הרכבה מאתגרים או יציבות לטווח ארוך חיונית.
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 