O que é um acelerômetro piezoelétrico? Sensor de vibração • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é um acelerômetro piezoelétrico? Sensor de vibração • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é um acelerômetro piezoelétrico? Sensor de vibração

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Entendendo os Acelerômetros Piezoelétricos

Definição: O que é um acelerômetro piezoelétrico?

Acelerômetro piezoelétrico é um vibração Sensor que utiliza o efeito piezoelétrico — no qual certos cristais geram carga elétrica quando submetidos a tensão mecânica — para converter energia mecânica em energia mecânica. aceleração em um sinal elétrico proporcional à amplitude da vibração. Quando o sensor sofre aceleração, uma massa interna (massa sísmica) comprime ou estica os elementos de cristal piezoelétrico, gerando uma carga elétrica ou tensão que é condicionada e emitida como um sinal de medição.

Os acelerômetros piezoelétricos são os sensores de vibração mais utilizados em aplicações industriais devido à sua ampla faixa de frequência (0,5 Hz a mais de 50 kHz), alta sensibilidade, robustez e natureza autogeradora (não necessitando de fonte de alimentação externa para o próprio elemento sensor). Eles formam a base da tecnologia moderna de sensores de vibração. análise de vibrações e programas de monitoramento de condições.

Efeito piezoelétrico

Princípio Físico

  • Certos cristais (quartzo, turmalina) e cerâmicas (PZT, titanato de bário) são piezoelétricos.
  • A tensão mecânica gera carga elétrica nas superfícies dos cristais.
  • Carga proporcional à força aplicada
  • Efeito reversível (a aplicação de tensão causa deformação)
  • Autogerador (não necessita de energia para gerar carga)

Em Acelerômetro

  1. A vibração acelera a base e a carcaça do sensor.
  2. A massa sísmica interna sofre uma força (F = m × a)
  3. A força comprime o cristal piezoelétrico.
  4. O cristal gera carga proporcional à força (e, portanto, à aceleração).
  5. Carga coletada nos eletrodos e convertida em sinal mensurável

Tipos de acelerômetros piezoelétricos

Por projeto interno

Tipo de compressão

  • Design mais comum
  • Cristal comprimido entre a massa e a base
  • Robusto e com ampla faixa de temperatura.
  • Ideal para ambientes hostis

Tipo de cisalhamento

  • Cristal cisalhado por movimento de massa
  • Excelente isolamento da cepa base
  • Melhor resposta em baixas frequências
  • Menos sensível a variações de temperatura
  • Desempenho premium

Tipo Flexural (de Dobra)

  • Cristal em configuração de curvatura
  • Alta sensibilidade possível
  • Menos comum em aplicações industriais

Por tipo de eletrônico

Modo de carregamento

  • A saída é a carga (picocoulombs).
  • Requer amplificador de carga externo
  • Capacidade de suportar temperaturas extremas (até 650°C)
  • Saída de alta impedância (sensível ao cabo)
  • Aplicações especializadas

IEPE/ICP (Modo de Tensão)

  • Os componentes eletrônicos integrados convertem a carga em voltagem.
  • IEPE é padrão da indústria
  • Saída de baixa impedância
  • Conectividade simples
  • 95%+ de aplicações industriais

Especificações de desempenho

Sensibilidade

  • Saída por unidade de aceleração (mV/g, pC/g)
  • Valores típicos: 10-100 mV/g para IEPE; 1-100 pC/g para modo de carga.
  • Maior sensibilidade = melhor resolução, mas menor alcance
  • Seleção baseada nos níveis de vibração esperados

Faixa de frequência

  • Baixa frequência: 0,5-5 Hz dependendo da eletrônica
  • Alta freqüência: 5-50 kHz até a ressonância
  • Faixa utilizável: Normalmente, até 1/3 da frequência de ressonância.
  • Efeitos da montagem: O método de montagem limita a resposta em altas frequências.

Faixa de amplitude

  • Uso geral: ±50g a ±500g
  • Alta sensibilidade: ±5g a ±50g
  • Sensores de choque: ±500g a ±10.000g
  • Não deve exceder o limite (corte, dano)

Critérios de seleção

Para monitoramento geral de máquinas

  • Acelerômetro IEPE de 100 mV/g
  • Faixa de ±50g
  • Faixa de frequência: 1 Hz – 10 kHz
  • Classificação de temperatura industrial (-40 a +120°C)
  • Hermeticamente fechado

Para detecção de defeitos em rolamentos

  • Resposta de frequência mais alta (até 20+ kHz)
  • Sensibilidade moderada (10-50 mV/g)
  • Ampla faixa dinâmica
  • Montagem com pino para melhor acoplamento em alta frequência

Para aplicações em altas temperaturas

  • Modo IEPE de alta temperatura (até 175°C) ou modo de carga (até 650°C)
  • Montagem e cabeamento especiais
  • Pode haver alguma perda de desempenho em prol da capacidade de temperatura.

Montagem e Instalação

Efeitos cumulativos no desempenho

  • Montagem com pino: Melhor resposta (plana até 10+ kHz)
  • Adesivo: Boa resposta (plana até 7-8 kHz)
  • Magnético: Aceitável (resposta plana até 2-3 kHz)
  • Sonda/Dispositivo portátil: Ruim (limitado a baixas frequências, qualitativo)

Requisitos de instalação

  • Superfície de montagem limpa e plana
  • Torque adequado para montagem de prisioneiros
  • Camada adesiva fina e uniforme
  • Base magnética totalmente encaixada
  • Cabo fixado para evitar que seja puxado.

Os acelerômetros piezoelétricos, particularmente os do tipo IEPE, são a espinha dorsal do monitoramento de vibrações industriais. Sua combinação de ampla resposta de frequência, alta sensibilidade, robustez e (no caso dos IEPE) simplicidade os torna o sensor de escolha para monitoramento de condição, diagnóstico e balanceamento na grande maioria das aplicações de máquinas rotativas em todo o mundo.

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