Пьезоэлектрические датчики ускорения. Вибродатчики/Акселерометры.

ВведениеПрименениеОсобенности

датчик вибрации 4391 низкочастотный

Описание:

Модель 4391 вибродатчика базируется на технологиях  DeltaShear и  Unigain и имет  изолированную базу.
Достаточно типичными в нем являются верхний  TNC-разъем и расположенное с противоположной стороны резьбовое отверстие 32 UNF‐2B для монтажной шпильки. У этого датчика имеется практически полный аналог  4391‐V, отличающийся только более широким разбросом чувствительности, и как следствие, не вписывающийся в рамки требований по взаимозаменяемости Unigain. В остальном же, включая долговременную стабильность, они не отличаются. Естественно, поэтому, что цена акселерометра 4391‐V существенно ниже, и если в рамках решения поставленной заказчиком задачи  не предполагается оперативная замена одного датчика на такой же (по разным причинам), то предпочтение разумно отдать более дешевому.
Датчик является  пьезоэлектрическим преобразователем ускорения в количество электричества (заряд), измеряемое в пКл/(м/с²) или пКл/g.

Конструкция DeltaShear как и у многих других датчиков Bruel & kjaer, представляет собой комбинацию трех инерционных масс, связанных с тремя пьезоэлементами в единой треугольной конфигурации, скрепленной обжимающим кольцом, которое изолирует конструкцию от базы. Усилие сжатия пьезоэлементов кольцом не только придает прочность конструкции, но и сдвигает шкалу усилий вправо от нулевой области, в которой наблюдается нелинейность зависимости   выходного сигнала от ускорения. В процессе измерения заряд снимается с электродов, одним из которых является кольцо, а вторым корпус датчика.

Калибровка.
Для акселерометров взаимозаменямого типа калибровку проводят для ускорения 1, 3.16 или 31.6 пКл/(м/с²) . Чувствительность, указанная в калибровочном паспорте оценивалась при частоте 159.2 Гц с доверительной вероятностью 95% и коэффициентом охвата    k = 2.

Характеристики акселерометра.

Модель. 4391 4391‐V
Общие
Вес (без кабеля) г 16
oz 0.56

 

Чувствительность по зарядовому выходному сигналу (при 159.2 Гц)

пКл/(м/с²) 1 ± 2% 1 ± 15%
пКл/g 9.8 ± 2% 9.8 ± 15%
Диапазон измеряемых частот (±10%ный
предел отклонения
характеристики
от горизонтали)
Гц 0.1 ↔ 10000
Резонансная частота
в смонтированном на объекте состоянии
кГц 40
Максимальная чувствительность в, перпендикулярном
к оси направлении
(при 30 Гц, 100 м/с²)
% < 4
Частота поперечного
резонанса
кГц 12
Максимальное
длительное
рабочее

синусоидальное
ускорение (пик)
км/с² 20
g 2000
Электрические параметры
Уровень шумов (остаточный,
измеренный в специальном
диапазоне частот
прибором
NEXUS модели 2692‐001)
мм/с² 2.3
мg 0.23
Ёмкость (без кабеля) pF 1100
Сопротивление
изоляции корпуса
(сигнальный ноль)
от базы
мОм >100
Минимальное сопротивление
утечки
(при  20 °C)
гОм >20
Environmental

 

Рабочий диапазон
температур
окружающей среды

°C –60 ↔ +180
°F – 76 ↔ +356
Температурный коэффициент
чувствительности
вибродатчика
%/°C 0.05*
Чувствительность
к колебаниям
температуры
(3 Гц нижний предел частоты)
(м/с²)/°C 0.2
g/°F 0.011
Чувствительность
к деформации
базы
(при 250 µε в плоскости
базы)
ms–2/µε 0.005
g/µε 0.0005

 

Чувствительность к магнитному полю
(50 Гц, 0.038 Тл)

ms–2/T 4
g/кГаусс 0.04

 

Предельное
неразрушающее
шоковое
ускорение
(± пик)

kms–2 20
g 2000
Механические параметры
Материал корпуса Титан ASTM Grade 2
Материал
пьезоэлектрического
элемента
PZ 23
Конструкция датчика
DeltaShear
Герметизация Сваркой
Электрический разъем 7/16 –28 UNEF‐2A (TNC)
Монтаж

10– 32 UNF‐2B × 3.2 мм

резьбовое отверстие

 

Угловой момент
затяжки на шпильке

Максимальный

 

Нм (lbf×in)

3.5 (31)
Минимальный 0.5 (4.4)

  • Измерения в промышленности
  • Вибрационные измерения в т.ч. на стендах
  • Измерения ударных ускорений
  • Мониторинг состояния оборудования (HUMS)

  • Изолированная база
  • Высокая чувствительность
  • Близкий к нулю нижний предел  диапазона измеряемых частот (0.1 Гц)
  • Возможность работы при аномально низких и высоких температурах:
    –74 °С ↔ +250°С
  • Резистентность к температурной нестабильности
  • Близкий к нулю нижний предел частотного диапазона измерений (0.1 Гц)

Подробнее об акселерометрах/вибродатчиках серии 4391