Пьезоэлектрические дачики ускорения. Вибродатчики (Акселерометры).

ВведениеПрименениеОсобенности

акселерометры взаимозаменяемые 4370
вибродатчик 4370

Акселерометр 4370 входит в группу датчиков вибрационного ускорения (и не только вибрационного), с  выполненным на основе PZT-керамики  (свинец-цирконий-титан ) пьезоэлектрическим  чувствительным элементом. Он принадлежит к подгруппе датчиков Uni-Gain.

Uni-Gain — чувствительность означает, что в процессе производства  на заводе-изготовителе чувствительность акселерометра настраивается таким образом, чтобы её вариации не выходили за пределы 2% — ного интервала вокруг требуемого значения. Этой настройкой достигается практическая взаимозаменяемость датчиков, что повышает производительность труда исследователей, проводящих испытания конструкций на вибростендах, и снижает риск ошибок при измерении и контроле вибрационных процессов.
 Акселерометры 4370 выполнены по схеме  DeltaShear®, в которой пьезоэлектрические пластинки из   PZT-керамики в исходном состоянии не свободны, а нагружены с помощью специального кольца. Благодаря такой технологии удается добиться боле высокой линейности характеристики.
Схема DeltaShear включает три пьезоэлектрических чувствительных элемента, что дает повод читателю описания предположить, что речь идет о трехосевом акселерометре, хотя в действительности это не так. Мы имеем дело с типичным по функции (но не по конструкции) одноосевым датчиком ускорения.

Сенсоры вибрационного ускорения 4370 обладают чувствительностью, на порядок превосходящей таковую у их аналогов (с той же верхней граничной частотой).

Характерной особенностью этих вибродатчиков является верхнее расположение коннектора (10 – 32 UNF).
Рекомендуется крепление на поверхности испытываемого на вибрацию, или являющегося источником вибрации объекта с помощью шпильки. Это надо иметь в виду в случае объектов, дизайн поверхности которых имеет важное значение.
Калибровка
Чувствительность, записанная в калибровочный паспорт измерялась на частоте 159.2 Гц и при ускорении 10 g. С доверительной вероятностью   99.9% погрешность заводской калибровки  не превышает ± 2%.

Датчики ускорения марки 4370 представлены двумя моделями, собственно 4370 и 4370-V. Основное отличие их заключается в разбросе зарядовой чувствительности. Если для первой модели это уже упомянутый выше разброс при 159.2 Гц равный ±2%, то для второй модели сенсора это уже ±15%. Не следует пугаться такого разброса чувствительности. Ведь акселерометры широко применяются не только для измерений, но и в системах виброиспытаний на вибростендах, в системах мониторинга и контроля состояния вибрирующих конструкций, когда нередко выходной сигнал должен быть вообще двоичным (принимающим значения «да» или «нет»).
Резонансная частота у обоих датчиков вибрации одна и та же и составляет 16кГц. Соответственно частотный диапазон простирается от 0.1 до 4800 Гц. Последнее вполне согласуется с известной формулой fr/3, где  fr частота резонанса датчика.
Обе модели акселерометров могут работать в диапазоне температур от -74°C до +250°C. Корпус акселерометров 4370 выполнен из нержавеющей стали AISI 316 (сварная конструкция).

Рекомендуемое применение датчиков вибрации 4370

Акселерометры этой подгруппы, являющиеся универсальными дачиками ускорения при измерениях  вибрации по одной оси  и ударных воздействий на конструкции клиенты компании Bruel & Kjaer используют при проведении следующих видов вибрационных испытаний и измерений:

  1. Мониторинг в условиях экстремальных температур (-74,+250°C) оборудования, приборов и процессов, сопровождающихся вибрациями.
  2. Контроль при экспериментальных  исследованиях особо чувствительных к вибрациям объектов  на  вибростендах на малых частотах и при малых значениях ускорений. Мониторинг процессов вибрации по одной оси во время вибрационных тестов.
  3. Исследования в области экспериментального модального и структурного анализа, где для получения результатов не нужно больших ускорений.

Особенности применения акселерометров 4370

  1. С учетом того, что акселерометры 4370 являются терморезистентными и могут  успешно применяться , как при низких температурах (от -74°C), так и при высоких (до 250°C) установка их на конструкцию, испытываемую на высокотемпературных и низко температурных  вибрационных стендах, дает возможность  получать данные о параметрах вибрации при изменении  температурного фона в широком диапазоне без смены датчиков.
  2. Высокая чувствительность дает возможность работать с малыми ускорениями
  3. Высокое значение отношения чувствительности к массе вибродатчика
  4. Высокое значение резонансной частоты
  5.  Долговременно стабильные параметры, благодаря сварному стальному корпусу.


Подробнее об акселерометрах серии 4370