Пьезоэлектрические дачики ускорения. Вибродатчики (Акселерометры).

ВведениеПрименениеОсобенности

датчик вибрации 4375
вибродатчик 4375

 Тип 4375 пьезоэлектрический (зарядовый), способный работать при низких частотах вибрации (от 0.1 Гц до 16 500 Гц).
Нижняя частота 0.1 Гц  позволяет использовать этот датчик для высокоточных измерений по настоящему медленных процессов, например, для контроля работы роботов, экскаваторов, подъемных кранов и другой низкоскоростной техники. Верхний предел частотного диапазона — 16 500 Гц позволяет использовать вибродатчик и для сравнительно высокочастотных вибрационных измерениях, включая измерения вибрации объектов, обследуемых на испытательных вибрационных стендах. Его вес (2.4 г) так же в большинстве случаев  не является  препятствием для измерений вибрации даже на относительно  легких конструкциях.
Имеется модификация вибродатчика — модель 4375-V, отличающаяся только тем, что имеет разброс погрешности чувствительности ±15%. Т.е. датчики вибрации этой модели, в отличие от датчиков 4375, не взаимозаменяемы, что требует дополнительного внимания экспериментатора при замене вибродатчика.

Основные технические характеристики 4375

Модель 4375 4375‐V
Общие параметры вибродатчика
Вес (без кабеля) г 2.4
oz 0.085

 

Зарядовая чувствительность (при 159.2 Гц)

pC/(м/с²) 0.316 ± 2% 0.316 ± 15%
pC/g 3.10 ± 2% 3.10 ± 15%
Частотный диапазон (±10% ограничение по нелинейности характеристики ) Гц от 0.1 до 16500
Резонансная частота в смонтированном состоянии кГц 55
Максимальная поперечная чувствительность (при 30 Гц, 100 м/с²) % < 4
Поперечная резонансная частота кГц 18
Макс. рабочее синусоидальное ускорение (пик) км/с² 50
g 5000
Электрические параметры датчика ускорения
Остаточный уровень шумов (измеряемый прибором  NEXUS модель 2692‐001 в специальном диапазоне частот) м м/с² 5.2
м g 0.52
Электрическая емкость (без кабеля) пФ 625
Минимальное сопротивление утечки (при 20 °C) ГΩ 20
Параметры внешней среды

 

Рабочий диапазон температур

°C от –74 до +250
°F от –101 до +482
Коэффициент зависимости чувствительности  от температуры %/°C 0.05*
Температурная переходная чувствительность
(м/с²)/°C 5
g/°F 0.275
Чувствительность к деформации основания (при 250 µε в плоскости основания) (м/с²)/µε 0.005
g/µε 0.0005

 

Чувствительность к магнитным полям (50 Hz, 0.038 T)

(м/с²)/T 30
g/kGauss 0.3

 

Максимальное неразрушающее вибродатчик ударное ускорение (± пик)

км/с² 250
g 25 000
Механические характеристики
Материал корпуса Titanium ASTM Grade 2
Пьезоэлектрический чувствительный элемент Свинец-цирконий-тиан-керамика PZ 23
Конструкция DeltaShear
Герметизация Сваркой
Электрический разъем Единый кабель, 10 –32 UNF‐2B
Крепление к объекту
Отверстие с резьбой под шпильку M3 × 1.6 mm

 

Угловой момент закручивания на шпильку

Max.

 

Nm (lbf×in)

1.0 (8.8)
Min. 0.3 (2.7)

 

 Эти датчики вибрации можно считать  источниками заряда (количества электричества), и их чувствительность выражается в единицах, представляющих собой отношение заряда pC к земному ускорению свободного падения g (pC/g). Заряд аккумулируется в датчике между титановым корпусом и высокопрочным прижимным кольцом.

В вибродатчике применен керамический пьезоэлемент PZ 23, что относится и к датчикам вибрационного ускорения 4734-L , где также используется керамический элемент из свинца, циркония и титана марки PZ 23.


Типовые области применения миниатюрных вибродатчиков 4375, 4375-V

  • Высокочастотные измерения параметров вибраций большой интенсивности
  • Тестирование объектов на вибростендах
  • Измерение на легких конструкциях, когда присоединенная масса датчика может исказить результаты испытаний


Резонансная частота — 55 кГц в смонтированном на объекте состоянии обеспечивает достаточно широкий диапазон линейности характеристики при десяти- %-ном интервале допустимой нелинейности.
Максимально допустимый уровень неразрушающего  ускорения при ударе также достаточно высок: 25 000g.
Максимальный предел рабочих ускорений (измеряемой вибрации) позволяет проводить контроль высокоинтенсивных испытаний на вибростендах: 5000 g .
Небольшой вес — 2.4 г, что позволяет устанавливать датчик вибрации на достаточно легкие конструкции, не опасаясь возникновения  погрешностей в определении, например, их резонансной частоты, за счет присоединенной массы установленного на исследуемый объект  акселерометра.
Температурный интервал эксплуатации датчиков -74 + 250 Cº так же способствует повышению популярности датчиков вибрации 4375.

Подробнее об акселерометрах серии 4375