Inzicht in schuifaccelerometers
Definitie: Wat is een schuifaccelerometer?
Schuifversnellingsmeter (ook wel shear-mode accelerometer genoemd) is een type piëzo-elektrische versnellingsmeter waarbij de interne seismische massa schuifspanning (in plaats van drukspanning) uitoefent op de piëzo-elektrische kristalelementen wanneer versnelling Deze schuifmodusconfiguratie biedt superieure isolatie tegen basisspanning (immuniteit tegen vervorming van het montageoppervlak), een betere thermische transiëntrespons en een lagere gevoeligheid voor variaties in het montagekoppel in vergelijking met ontwerpen met compressiemodus, waardoor schuifaccelerometers de beste keuze zijn voor kritische toepassingen. trillingen metingen die de hoogste nauwkeurigheid en stabiliteit vereisen.
Hoewel ze duurder zijn dan standaard compressie-mode-accelerometers, worden shear-mode-sensoren veel gebruikt in precisietoepassingen, referentienormen, permanente bewakingssystemen en elke situatie waarin de meetkwaliteit de extra kosten rechtvaardigt.
Constructie- en werkingsprincipe
Intern ontwerp
- Middenpaal: Vaste montagepen door het sensorcentrum
- Seismische massa: Ring of cilinder rond middenpaal
- Piëzo-elementen: Kristallen verbonden tussen massa en middenpaal
- Vooraf laden: Massa voorgeladen tegen kristallen
- Schuifconfiguratie: Versnelling veroorzaakt tangentiële (schuif)spanning op kristallen
Hoe de schuifmodus werkt
- Behuizing versnelt door trillingen
- Seismische massa weerstaat versnelling (F = m × a)
- Massa probeert tangentieel ten opzichte van de middenpaal te glijden
- Creëert schuifspanning in piëzo-elektrische elementen
- Schuifspanning genereert elektrische lading
- Lading evenredig met versnelling
Voordelen ten opzichte van de compressiemodus
Basisspanningsisolatie
Het belangrijkste voordeel:
- Buigen van het montageoppervlak heeft geen directe invloed op de kristalspanning
- Schuifelementen geïsoleerd uit basisrek
- Kan zonder fouten op dunne, flexibele structuren worden gemonteerd
- Compressiemodus toont valse signalen van basisspanning
- Van cruciaal belang voor metingen op plaatwerk, lichtgewicht behuizingen
Thermische transiënte immuniteit
- Betere afwijzing van temperatuurveranderingen
- Lager pyro-elektrisch effect (lading door temperatuurverandering)
- Stabieler nulpunt
- Belangrijk bij metingen met temperatuurvariaties
Ongevoeligheid voor montagekoppel
- Prestaties worden minder beïnvloed door variaties in het koppel van de bouten
- Meer herhaalbare installatie
- Minder kritische koppelregeling nodig
Betere stabiliteit
- Lagere drift in de loop van de tijd
- Stabielere kalibratie
- Voorkeur voor referentie en metrologie
Toepassingen
Referentienormen
- Kalibratie referentiesensoren
- Metrologie- en normenlaboratoria
- Back-to-back kalibratiemasters
- Hoogste nauwkeurigheid vereist
Kritische machinebewaking
- Permanente bewaking van hoogwaardige apparatuur
- Kerncentrales
- Grote turbomachines
- Waar betrouwbaarheid en nauwkeurigheid voorop staan
Precisiemetingen
- Modale testen en structurele dynamiek
- Onderzoek en ontwikkeling
- Acceptatietesten
- Contractuele verificatiemetingen
Moeilijke montagesituaties
- Dunne plaatconstructies
- Lichtgewicht machinebehuizingen
- Flexibele montageoppervlakken
- Waar de basisspanning compressiesensoren zou beïnvloeden
Prestatiekenmerken
Frequentiebereik
- Vergelijkbaar met compressie-accelerometers
- Lage frequentie: 0,5-5 Hz, afhankelijk van het ontwerp
- Hoge frequentie: tot resonantie (20-70 kHz, afhankelijk van de grootte)
- Bruikbaar bereik zeer breed
Amplitudebereik
- Meestal ±50g tot ±500g
- Vergelijkbaar met compressie-ontwerpen
- Gespecialiseerde versies voor hogere of lagere bereiken
Temperatuurprestaties
- Standaard: -50 tot +120°C
- Hogetemperatuurversies: tot 175°C
- Betere thermische stabiliteit dan compressie
- Lagere nulverschuiving met temperatuur
Kostenoverwegingen
Hogere kosten
- Meestal 2-4x de kosten van compressie-accelerometers
- Complexere productie
- Nauwere toleranties vereist
- Hoogwaardige materialen en processen
Kostenverantwoording
- Kritische toepassingen waarbij nauwkeurigheid essentieel is
- Moeilijke montagesituaties
- Referentienormen en kalibratie
- Langdurige permanente installaties
- Wanneer meetfouten kostbaar zijn
Selectiecriteria
Kies de schuifmodus wanneer:
- Montage op dunne of flexibele constructies
- Verwachte temperatuurtransiënten
- Hoogste nauwkeurigheid vereist
- Referentie- of kalibratietoepassing
- Langdurige permanente installatie waarbij stabiliteit cruciaal is
Compressiemodus is adequaat wanneer:
- Routinematige industriële monitoring
- Stijve montageoppervlakken
- Begrotingsbeperkingen
- Standaardnauwkeurigheid voldoende
- Tijdelijke metingen
Fabrikanten en modellen
- De meeste fabrikanten van accelerometers bieden schuifontwerpen aan
- Vaak aangeduid als “premium” of “precisie” modellen
- Industriële accelerometers: veel zijn in de shear-modus
- IEPE- en laadmodusversies zijn beide beschikbaar
Schuifaccelerometers vertegenwoordigen de premiumklasse van piëzo-elektrische trillingssensoren en bieden superieure basisrekonderdrukking, thermische stabiliteit en meetnauwkeurigheid in vergelijking met compressiemodellen. Hoewel hun hogere kosten het gebruik beperken tot kritische toepassingen, zijn schuifmodussensoren de optimale keuze wanneer meetkwaliteit van het grootste belang is, montageomstandigheden uitdagend zijn of stabiliteit op lange termijn essentieel is.
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 