Šlyties akselerometrų supratimas
Apibrėžimas: Kas yra šlyties akselerometras?
Šlyties akselerometras (dar vadinamas šlyties režimo akselerometru) yra tam tikro tipo pjezoelektrinis akselerometras kur vidinė seisminė masė pjezoelektriniams kristalų elementams taiko šlyties (o ne gniuždymo) įtempį, kai pagreitis įvyksta. Ši šlyties režimo konfigūracija užtikrina geresnę bazinės deformacijos izoliaciją (atsparumą tvirtinimo paviršiaus iškraipymui), geresnį šiluminio pereinamojo proceso atsaką ir mažesnį jautrumą tvirtinimo sukimo momento pokyčiams, palyginti su suspaudimo režimo konstrukcijomis, todėl šlyties akselerometrai yra geriausias pasirinkimas kritiniams atvejams. vibracija matavimai, kuriems reikalingas didžiausias tikslumas ir stabilumas.
Nors brangesni nei standartiniai suspaudimo režimo akselerometrai, šlyties režimo jutikliai yra plačiai naudojami tiksliose taikymo srityse, etaloniniuose standartuose, nuolatinėse stebėjimo sistemose ir bet kurioje situacijoje, kai matavimo kokybė pateisina papildomas išlaidas.
Konstrukcijos ir veikimo principas
Vidinis dizainas
- Centrinis įrašas: Tvirtas tvirtinimo kaištis per jutiklio centrą
- Seisminė masė: Žiedas arba cilindras aplink centrinį stulpą
- Pjezoelektriniai elementai: Kristalai, surišti tarp masės ir centrinio stulpelio
- Išankstinis įkrovimas: Masė, iš anksto įkrauta prieš kristalus
- Šlyties konfigūracija: Pagreitis sukelia tangentinį (šlyties) įtempį kristalams
Kaip veikia šlyties režimas
- Korpusas greitėja vibracijos metu
- Seisminė masė priešinasi pagreičiui (F = m × a)
- Masė bando slysti tangentiškai centrinio stulpo atžvilgiu
- Sukuria šlyties įtempį pjezoelektriniuose elementuose
- Šlyties įtempis sukuria elektros krūvį
- Įkrova proporcinga pagreičiui
Privalumai, palyginti su suspaudimo režimu
Bazinės deformacijos izoliacija
Pagrindinis privalumas:
- Tvirtinimo paviršiaus lenkimas tiesiogiai neveikia kristalo įtempio
- Šlyties elementai, išskirti iš bazinės deformacijos
- Galima montuoti ant plonų, lanksčių konstrukcijų be klaidų
- Suspaudimo režimas rodo klaidingus bazinės deformacijos signalus
- Svarbus matavimams ant lakštinio metalo, lengvų korpusų
Terminis trumpalaikis atsparumas
- Geresnis temperatūros pokyčių atmetimas
- Mažesnis piroelektrinis efektas (krūvis dėl temperatūros pokyčio)
- Stabilesnis nulinis taškas
- Svarbu matavimams su temperatūros pokyčiais
Montavimo sukimo momento nejautrumas
- Smeigių sukimo momento svyravimai mažiau veikia našumą
- Didesnis pakartojamumas diegiant
- Mažiau reikalingas kritinis sukimo momento valdymas
Geresnis stabilumas
- Mažesnis dreifas laikui bėgant
- Stabilesnis kalibravimas
- Pageidaujamas etalonams ir metrologijai
Paraiškos
Etaloniniai standartai
- Kalibravimo etaloniniai jutikliai
- Metrologijos ir standartų laboratorijos
- Iš eilės kalibravimo meistrai
- Reikalingas didžiausias tikslumas
Kritinių mašinų stebėjimas
- Didelės vertės įrangos nuolatinė stebėsena
- Atominės elektrinės
- Didelės turbokompresorių mašinos
- Kur svarbiausia patikimumas ir tikslumas
Tikslūs matavimai
- Modalinis testavimas ir struktūrinė dinamika
- Tyrimai ir plėtra
- Priėmimo testavimas
- Sutartiniai patikros matavimai
Sudėtingos montavimo situacijos
- Plonos skardos konstrukcijos
- Lengvi mašinų korpusai
- Lankstūs tvirtinimo paviršiai
- Kur bazinė įtampa paveiktų suspaudimo jutiklius
Veikimo charakteristikos
Dažnių diapazonas
- Panašūs į suspaudimo akselerometrus
- Žemas dažnis: 0,5–5 Hz, priklausomai nuo konstrukcijos
- Aukštas dažnis: iki rezonanso (20–70 kHz, priklausomai nuo dydžio)
- Naudojimo diapazonas labai platus
Amplitudės diapazonas
- Paprastai nuo ±50 g iki ±500 g
- Panašūs į suspaudimo dizainus
- Specializuotos versijos didesniems arba mažesniems diapazonams
Temperatūros charakteristikos
- Standartas: nuo -50 iki +120 °C
- Aukštos temperatūros versijos: iki 175 °C
- Geresnis terminis stabilumas nei suspaudimo
- Mažesnis nulio poslinkis priklausomai nuo temperatūros
Sąnaudų aspektai
Didesnė kaina
- Paprastai 2–4 kartus didesnė nei suspaudimo akselerometrų kaina
- Sudėtingesnė gamyba
- Reikalingi griežtesni tolerancijos lygiai
- Aukščiausios kokybės medžiagos ir procesai
Sąnaudų pagrindimas
- Kritinės taikymo sritys, kuriose tikslumas yra būtinas
- Sudėtingos montavimo situacijos
- Etaloniniai standartai ir kalibravimas
- Ilgalaikiai nuolatiniai įrenginiai
- Kai matavimo paklaidos brangiai kainuoja
Atrankos kriterijai
Pasirinkite kirpimo režimą, kai:
- Montavimas ant plonų arba lanksčių konstrukcijų
- Tikėtini temperatūros pokyčiai
- Reikalingas didžiausias tikslumas
- Etaloninė arba kalibravimo programa
- Ilgalaikis nuolatinis įrengimas, kurio stabilumas yra labai svarbus
Suspaudimo režimas tinkamas, kai:
- Įprastinė pramonės stebėsena
- Standūs tvirtinimo paviršiai
- Biudžeto apribojimai
- Pakanka standartinio tikslumo
- Laikini matavimai
Gamintojai ir modeliai
- Dauguma akselerometrų gamintojų siūlo šlyties dizainus
- Dažnai vadinami “premium” arba “preciziniais” modeliais
- Pramoniniai akselerometrai: daugelis jų yra šlyties režimo
- Galima įsigyti ir IEPE, ir įkrovimo režimo versijas
Šlyties akselerometrai yra aukščiausios klasės pjezoelektriniai vibracijos jutikliai, pasižymintys geresniu bazinės deformacijos slopinimu, terminiu stabilumu ir matavimo tikslumu, palyginti su suspaudimo konstrukcijomis. Nors didesnė jų kaina riboja jų naudojimą kritinėse srityse, šlyties režimo jutikliai yra optimalus pasirinkimas, kai svarbiausia yra matavimo kokybė, sudėtingos montavimo sąlygos arba ilgalaikis stabilumas.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									