Пьезоэлектрические датчики ускорения. Вибродатчики (Акселерометры).

ВведениеПрименениеОсобенности

акселерометры 4326
акселерометры 4326

Акселерометры 4326 входят в группу датчиков вибрационного (и не только) ускорения, с  пьезоэлектрическим типом чувствительного элемента. Они принадлежат подгруппе датчиков специального назначения.
Акселерометры 4326 обладают замечательным свойством, их поперечная резонансная частота всегда находится за пределами разрешенного для измерений интервала частот, ограниченного сверху требованием 10% отклонения от линейности характеристики.

Это позволяет минимизировать интерференционные помехи от ортогональных компонентов вибрации в рабочем диапазоне частот акселерометра.

Кроме того конструкция ThetaShear наилучшим образом защищена от искажающего воздействия на измерительный канал её окружения, включая деформации основания, магнитные поля, акустические воздействия.

Датчики вибрации этой подгруппы поддерживают технику выравнивания частотной характеристики выходного сигнала (REq-X), которая позволяет преодолеть ограничение сверху диапазона измерений по частоте величиной, примерно равной 1/3 от резонансной частоты. При этом ошибка в результатах измерения даже на этой граничной частоте не превышала 10% или 1дБ в логарифмических координатах.

Между тем еще в 2007 г.  исследователи S. Gade, T. Schack, O. Thorhauge опубликовали в Bruel & Kjaer Magazine (№2 2007 г.) статью о методе  расширения интервала качественных измерений в сторону более высоких частот на десятки процентов, с применением корректирующих фильтров, которые основаны на частотной характеристике реального датчика, её инверсии и выполнении обратного БПФ (быстрого преобразования фурье) инвертированной характеристики. После чего скорректированная получается сверткой исходной характеристики с таковой корректирующего фильтра во временной области.

Пьезоэлектрические пластинки изготовлены из   керамического материала PZT (первые буквы от названий химических элементов- Plumbum, Zirconium, Titanium).

Акселерометры этой подгруппы 4326-A и 4326-A-001
имеют разную (в основном из-за применения алюминия в корпусе первого и титана в корпусе второго датчика)  массу  и отличаются диапазоном рабочих частот.
Корпус акселерометра 4326-A-001 выполнен из более тяжелого и прочного титана, а
корпус акселерометра 4326-A выполнен из упрочненного (анодированного) и более легкого алюминия.

Рекомендуемое применение датчиков вибрации 4326

Акселерометры этой подгруппы, являющиеся универсальными сенсорами ускорения при измерениях много-осевой вибрации и ударных воздействий на конструкциях с небольшой массой и  ограниченными габаритами клиенты компании Bruel & Kjaer используют при проведении следующих видов вибрационных испытаний и измерений:

  1. Мониторинг небольшого по массе и габаритам оборудования, приборов и процессов, сопровождающихся вибрациями.
  2. Контроль при испытаниях на малых вибростендах, управление вибростендами при вибрационных испытаниях. Мониторинг процессов вибрации по трем осям во время вибрационных тестов.
  3. Исследования в области экспериментального модального и структурного анализа.
  4. Измерения при экспериментальном исследовании процессов вибрации и удара.

Особенности применения акселерометров 4326

  1. С учетом того, что акселерометры 4326 являются трехосевыми, установка их на конструкцию, испытываемую на вибростендах, дает возможность сразу получать данные о параметрах вибрации по трем осям координат. Результатом является сокращение числа требуемых  для проведения испытаний датчиков, числа прокладываемых на стенде кабелей и соединений. С помощью специальных зажимов упрощается процедура монтажа и обслуживания вибродатчиков. Эффект особенно проявляется при экспериментальных модальных испытаниях, когда на конструкцию,  требуется устанавливать десятки  датчиков вибрационного ускорения.
  2. Малая чувствительность к деформации основания
  3. Высокое значение отношения чувствительности к массе вибродатчика
  4. Высокое значение резонансной частоты и поддержка технологии  выравнивания частотной характеристики в области, граничащей с резонансом (REq-X)
  5. Электрическая изоляция для устранения влияния токов в контурах заземления
  6. Долговременно стабильные параметры

Подробнее об акселерометрах серии 4326