Înțelegerea accelerometrelor de forfecare
Definiție: Ce este un accelerometru de forfecare?
Accelerometru de forfecare (numit și accelerometru în mod de forfecare) este un tip de accelerometru piezoelectric unde masa seismică internă aplică o tensiune de forfecare (mai degrabă decât o tensiune de compresiune) elementelor cristaline piezoelectrice atunci când accelerare Această configurație în mod de forfecare oferă o izolare superioară a deformării de bază (imunitate la distorsiunea suprafeței de montare), un răspuns termic tranzitoriu mai bun și o sensibilitate mai mică la variațiile cuplului de montare în comparație cu modelele în mod de compresie, ceea ce face ca accelerometrele de forfecare să fie alegerea premium pentru sarcini critice. vibrații măsurători care necesită cea mai mare precizie și stabilitate.
Deși mai scumpi decât accelerometrele standard în mod de compresie, senzorii în mod de forfecare sunt utilizați pe scară largă în aplicații de precizie, standarde de referință, sisteme de monitorizare permanentă și în orice situație în care calitatea măsurătorilor justifică costul suplimentar.
Principiu de construcție și funcționare
Design intern
- Post central: Știft de montare rigid prin centrul senzorului
- Masă seismică: Inel sau cilindru în jurul stâlpului central
- Elemente piezoelectrice: Cristale legate între masă și stâlpul central
- Preîncărcare: Masă preîncărcată împotriva cristalelor
- Configurația forfecării: Accelerația provoacă solicitări tangențiale (de forfecare) asupra cristalelor
Cum funcționează modul de forfecare
- Carcasa accelerează odată cu vibrațiile
- Masa seismică rezistă accelerației (F = m × a)
- Masa încearcă să alunece tangențial față de stâlpul central
- Creează tensiune de forfecare în elementele piezoelectrice
- Tensiunea de forfecare generează sarcină electrică
- Încărcare proporțională cu accelerația
Avantaje față de modul de compresie
Izolarea tulpinii de bază
Avantajul principal:
- Îndoirea suprafeței de montare nu afectează direct tensiunea cristalină
- Elemente de forfecare izolate din deformația de bază
- Se poate monta pe structuri subțiri și flexibile fără erori
- Modul de compresie arată semnale false de la deformarea de bază
- Esențial pentru măsurători pe tablă metalică, carcase ușoare
Imunitate termică tranzitorie
- O mai bună respingere a schimbărilor de temperatură
- Efect piroelectric mai mic (încărcare din cauza schimbării de temperatură)
- Punct zero mai stabil
- Important pentru măsurători cu variații de temperatură
Insensibilitate la cuplul de montare
- Performanța este mai puțin afectată de variațiile cuplului de torsiune al prezoanelor
- Instalare mai repetabilă
- Necesită un control mai mic al cuplului critic
Stabilitate mai bună
- Derivă mai mică în timp
- Calibrare mai stabilă
- Preferat pentru referință și metrologie
Aplicații
Standarde de referință
- Senzori de referință pentru calibrare
- Laboratoare de metrologie și standardizare
- Mastere de calibrare consecutive
- Cea mai mare precizie necesară
Monitorizarea mașinilor critice
- Monitorizare permanentă a echipamentelor de mare valoare
- Centrale nucleare
- Turbomașini mari
- Unde fiabilitatea și precizia sunt primordiale
Măsurători de precizie
- Testarea modală și dinamica structurală
- Cercetare și dezvoltare
- Testarea de acceptare
- Măsurători de verificare contractuală
Situații dificile de montare
- Structuri metalice subțiri din tablă
- Carcase ușoare pentru mașini
- Suprafețe de montare flexibile
- Unde deformarea de bază ar afecta senzorii de compresie
Caracteristici de performanță
Interval de frecvență
- Similar cu accelerometrele de compresie
- Frecvență joasă: 0,5-5 Hz, în funcție de design
- Frecvență înaltă: până la rezonanță (20-70 kHz în funcție de dimensiune)
- Gama utilizabilă foarte largă
Interval de amplitudine
- De obicei ±50g până la ±500g
- Similar cu modelele de compresie
- Versiuni specializate pentru game superioare sau inferioare
Performanța temperaturii
- Standard: -50 până la +120°C
- Versiuni pentru temperaturi ridicate: până la 175°C
- Stabilitate termică mai bună decât compresia
- Deplasare la zero mai mică cu temperatura
Considerații privind costurile
Cost mai mare
- De obicei, costul accelerometrelor cu compresie este de 2-4 ori mai mare
- Fabricație mai complexă
- Toleranțe mai stricte necesare
- Materiale și procese premium
Justificarea costurilor
- Aplicații critice unde precizia este esențială
- Situații dificile de montare
- Standarde de referință și calibrare
- Instalații permanente pe termen lung
- Când erorile de măsurare sunt costisitoare
Criterii de selecție
Alegeți modul de forfecare când:
- Montare pe structuri subțiri sau flexibile
- Tranzitorii de temperatură așteptate
- Cea mai mare precizie necesară
- Aplicație de referință sau calibrare
- Instalare permanentă pe termen lung cu stabilitate critică
Mod de compresie adecvat când:
- Monitorizare industrială de rutină
- Suprafețe rigide de montare
- Restricții bugetare
- Precizie standard suficientă
- Măsurători temporare
Producători și modele
- Majoritatea producătorilor de accelerometre oferă modele de forfecare
- Adesea desemnate ca modele “premium” sau “de precizie”
- Accelerometre industriale: multe sunt în mod de forfecare
- Disponibile atât versiuni IEPE, cât și cu mod de încărcare
Accelerometrele de forfecare reprezintă nivelul premium al senzorilor piezoelectrici de vibrații, oferind o respingere superioară a deformării de bază, stabilitate termică și precizie de măsurare în comparație cu modelele de compresie. Deși costurile lor mai ridicate sunt utilizate în aplicații critice, senzorii în mod de forfecare sunt alegerea optimă atunci când calitatea măsurătorilor este primordială, condițiile de montare sunt dificile sau stabilitatea pe termen lung este esențială.
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 