शियर एक्सेलेरोमीटर को समझना
परिभाषा: शियर एक्सेलेरोमीटर क्या है?
कतरनी त्वरणमापी (जिसे शियर-मोड एक्सेलेरोमीटर भी कहा जाता है) एक प्रकार का है पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर जहां आंतरिक भूकंपीय द्रव्यमान पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल तत्वों पर कतरनी तनाव (संपीड़न तनाव के बजाय) लागू करता है जब त्वरण होता है। यह शियर-मोड कॉन्फ़िगरेशन बेहतर बेस स्ट्रेन आइसोलेशन (माउंटिंग सतह विरूपण के प्रति प्रतिरोधक क्षमता), बेहतर थर्मल ट्रांजिएंट रिस्पॉन्स और कम्प्रेशन-मोड डिज़ाइनों की तुलना में माउंटिंग टॉर्क विविधताओं के प्रति कम संवेदनशीलता प्रदान करता है, जिससे शियर एक्सेलेरोमीटर महत्वपूर्ण कार्यों के लिए एक बेहतरीन विकल्प बन जाता है। कंपन मापन में उच्चतम सटीकता और स्थिरता की आवश्यकता होती है।.
मानक संपीड़न-मोड एक्सेलेरोमीटर की तुलना में अधिक महंगे होने के बावजूद, शियर-मोड सेंसर का उपयोग परिशुद्धता अनुप्रयोगों, संदर्भ मानकों, स्थायी निगरानी प्रणालियों और किसी भी स्थिति में व्यापक रूप से किया जाता है, जहां माप की गुणवत्ता अतिरिक्त लागत को उचित ठहराती है।.
निर्माण और संचालन सिद्धांत
आंतरिक डिजाइन
- केंद्र पोस्ट: सेंसर केंद्र के माध्यम से कठोर माउंटिंग स्टड
- भूकंपीय द्रव्यमान: केंद्र पोस्ट के चारों ओर रिंग या सिलेंडर
- पीजो तत्व: द्रव्यमान और केंद्र स्तंभ के बीच बंधे क्रिस्टल
- प्रीलोड: क्रिस्टल के विरुद्ध पूर्व-लोड किया गया द्रव्यमान
- कतरनी विन्यास: त्वरण क्रिस्टल पर स्पर्शरेखीय (कतरनी) प्रतिबल उत्पन्न करता है
शियर मोड कैसे काम करता है
- कंपन के साथ आवास में तेजी आती है
- भूकंपीय द्रव्यमान त्वरण का प्रतिरोध करता है (F = m × a)
- द्रव्यमान केंद्र पोस्ट के सापेक्ष स्पर्शरेखीय रूप से खिसकने का प्रयास करता है
- पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों में कतरनी तनाव पैदा करता है
- कतरनी तनाव विद्युत आवेश उत्पन्न करता है
- त्वरण के समानुपाती आवेश
संपीड़न मोड पर लाभ
बेस स्ट्रेन अलगाव
प्राथमिक लाभ:
- माउंटिंग सतह का झुकना क्रिस्टल तनाव को सीधे प्रभावित नहीं करता है
- आधार विकृति से पृथक कतरनी तत्व
- बिना किसी त्रुटि के पतली, लचीली संरचनाओं पर लगाया जा सकता है
- संपीड़न मोड आधार तनाव से झूठे संकेत दिखाता है
- शीट धातु, हल्के आवासों पर माप के लिए महत्वपूर्ण
थर्मल क्षणिक प्रतिरक्षा
- तापमान परिवर्तनों की बेहतर अस्वीकृति
- निम्न पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव (तापमान परिवर्तन से आवेश)
- अधिक स्थिर शून्य बिंदु
- तापमान भिन्नताओं के साथ माप के लिए महत्वपूर्ण
माउंटिंग टॉर्क असंवेदनशीलता
- स्टड टॉर्क विविधताओं से प्रदर्शन कम प्रभावित होता है
- अधिक दोहराने योग्य स्थापना
- कम महत्वपूर्ण टॉर्क नियंत्रण की आवश्यकता
बेहतर स्थिरता
- समय के साथ कम बहाव
- अधिक स्थिर अंशांकन
- संदर्भ और मापविज्ञान के लिए पसंदीदा
अनुप्रयोग
संदर्भ मानक
- अंशांकन संदर्भ सेंसर
- मेट्रोलॉजी और मानक प्रयोगशालाएँ
- बैक-टू-बैक कैलिब्रेशन मास्टर्स
- उच्चतम सटीकता आवश्यक
महत्वपूर्ण मशीनरी निगरानी
- उच्च-मूल्य वाले उपकरणों की स्थायी निगरानी
- नाभिकीय ऊर्जा यंत्र
- बड़ी टर्बोमशीनरी
- जहाँ विश्वसनीयता और सटीकता सर्वोपरि है
सटीक माप
- मॉडल परीक्षण और संरचनात्मक गतिशीलता
- अनुसंधान और विकास
- स्वीकृति परीक्षण
- संविदात्मक सत्यापन माप
कठिन माउंटिंग स्थितियाँ
- पतली शीट धातु संरचनाएं
- हल्के मशीन आवास
- लचीली माउंटिंग सतहें
- जहां आधार तनाव संपीड़न सेंसर को प्रभावित करेगा
प्रदर्शन विशेषताएँ
आवृति सीमा
- संपीड़न एक्सेलेरोमीटर के समान
- कम आवृत्ति: डिज़ाइन के आधार पर 0.5-5 हर्ट्ज
- उच्च आवृत्ति: अनुनाद तक (आकार के आधार पर 20-70 kHz)
- उपयोग योग्य सीमा बहुत विस्तृत
आयाम सीमा
- आमतौर पर ±50 ग्राम से ±500 ग्राम
- संपीड़न डिज़ाइनों के समान
- उच्च या निम्न श्रेणी के लिए विशेष संस्करण
तापमान प्रदर्शन
- मानक: -50 से +120°C
- उच्च तापमान संस्करण: 175°C तक
- संपीड़न की तुलना में बेहतर तापीय स्थिरता
- तापमान के साथ शून्य शिफ्ट कम होना
लागत पर विचार
उच्च लागत
- आमतौर पर संपीड़न एक्सेलेरोमीटर की लागत 2-4× होती है
- अधिक जटिल विनिर्माण
- सख्त सहनशीलता की आवश्यकता
- प्रीमियम सामग्री और प्रक्रियाएँ
लागत औचित्य
- महत्वपूर्ण अनुप्रयोग जहाँ सटीकता आवश्यक है
- कठिन माउंटिंग परिस्थितियाँ
- संदर्भ मानक और अंशांकन
- दीर्घकालिक स्थायी स्थापनाएँ
- जब माप त्रुटियाँ महंगी पड़ती हैं
चयन मानदंड
शियर मोड चुनें जब:
- पतली या लचीली संरचनाओं पर माउंट करना
- तापमान परिवर्तन अपेक्षित
- उच्चतम सटीकता आवश्यक
- संदर्भ या अंशांकन अनुप्रयोग
- स्थिरता के साथ दीर्घकालिक स्थायी स्थापना महत्वपूर्ण
संपीड़न मोड पर्याप्त है जब:
- नियमित औद्योगिक निगरानी
- कठोर माउंटिंग सतहें
- बजट बाधाएं
- मानक सटीकता पर्याप्त
- अस्थायी माप
निर्माता और मॉडल
- अधिकांश एक्सेलेरोमीटर निर्माता कतरनी डिज़ाइन प्रदान करते हैं
- अक्सर "प्रीमियम" या "सटीक" मॉडल के रूप में नामित
- औद्योगिक एक्सेलेरोमीटर: कई शियर मोड में होते हैं
- IEPE और चार्ज-मोड दोनों संस्करण उपलब्ध हैं
शियर एक्सेलेरोमीटर, पीज़ोइलेक्ट्रिक कंपन सेंसरों के प्रीमियम स्तर का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो संपीड़न डिज़ाइनों की तुलना में बेहतर बेस स्ट्रेन रिजेक्शन, तापीय स्थिरता और माप सटीकता प्रदान करते हैं। हालाँकि उनकी उच्च लागत सीमाएँ महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों तक सीमित हैं, शियर-मोड सेंसर तब सर्वोत्तम विकल्प होते हैं जब माप की गुणवत्ता सर्वोपरि हो, माउंटिंग परिस्थितियाँ चुनौतीपूर्ण हों, या दीर्घकालिक स्थिरता आवश्यक हो।.
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