Пьезоэлектрические дачики ускорения. Вибродатчики/Акселерометры.

ВведениеПрименениеОсобенности

Датчики 4505-A и 4505-001, благодаря конструкции ThetaShear, демонстрируют высокую степень независимости показаний от вариации параметров

Датчики вибрации (вибродатчики) 4505
вибродатчик 4505

окружающей среды  в широком диапазоне даже экстремальных значений.
У обоих датчиков верхнее расположение разъема Microdot (10–32 UNF) и отверстие с резьбой под шпильку 10–32 UNF в основании.

Конструкция ThetaShear представляет собой цилиндрический внутренний корпус с прорезями, в котором установлены две пьезоэлектрические пластинки с инерционной массой между ними, зажатые специальным прочным металлическим кольцом. Эта сборка, в которой не используются какие либо клеевые субстанции, а контакт обеспечен зажимным кольцом, помещена в наружный корпус, который мы видим на рисунке справа вверху. Такая конструкция демонстрирует на практике высокую стабильность работы в широком диапазоне изменений параметров окружающей среды.
 Особенностью датчика 4505‐001 является использование в качестве чувствительных элементов не характерных для большинства других моделей пьезоэлектрических пластинок из трехкомпонентной керамики (свинец-титан-цирконий), а мононокристаллических пластинок  PZ 101. Они, отличаясь меньшей чувствительностью, обладают высокой динамической стабильностью нуля и не приводят к нелинейностям, которые могут препятствовать точным измерениям при высоких уровнях ускорений, характерных для таких процессов, как удар, скачкообразные  переходные процессы.
 Модель вибродатчика 4505‐A основана на многокомпонентной пьезо-керамике PZ 23, что обеспечивает более высокую чувствительность, но эффекты динамической нестабильности нуля могут создавать проблемы при измерении процессов вибрации большой интенсивности.

Не монокристаллическая пьезокерамика по своим упругим свойствам может считаться линейной лишь при сравнительно низких значениях прилагаемых динамических нагрузок. габариты датчиков вибрации 4505Если нагрузки превышают определенный предел, после локального во времени приложенного к датчику импульсного ускорения выходной сигнал может сразу после снятия нагрузки оставаться не на нуле, как полагается в случае идеально упругого материала чувствительного элемента, а довольно длительное время быть выше, или ниже нуля на определенную величину, характеризующую неидеальность реологических характеристик материала датчика. Причем «восстановление нуля» после исчезновения такого сильного импульса может длиться в течение длительного периода времени, превышающего длительность импульса на несколько порядков.
Так как такие (реологически неидеальные) датчики обладают многократно более высокой чувствительностью, то в основном на практике используются именно они. При этом производитель устанавливает для них достаточно строгие ограничения по частоте и предельному измеряемому ускорению. К таким датчикам вибрации относится и рассматриваемый здесь акселерометр 4505-А.
Если же рассматриваются процессы, экстремальные по измеряемым ускорениям и частотам, то рекомендуется использовать вибродатчик 4505-001.

Характеристики вибродатчика 4505A

Частотный диапазон
датчика вибрации 4505-А
1 – 12000 Гц
 Температура внешней среды -55 – 230 C°
 Масса вибродатчика  4.9 г
 Зарядовая чувствительность  0.316 пК/(м/с²)
 Остаточный уровень шума  0.76 м g
 Максимально допустимое измеряемое ускорение  3000 g
 Тип электрического разъема  10-32 UNF
 Крепление на поверхности объекта вибрационных испытаний (измерений)  шпилька M3, или клей
 Возможные аксессуары в комплекте  AO 0038
 Возможное приспособление для монтажа/установки в комплекте  UA 0130
 Выход  Зарядовый, в единицах количества электричества
 Заводская настройка взаимозаменяемости Unigain  Отсутствует
 Трехосевой режим измерения  Отсутствует
 Возможность автоматической настройки, включая выравнивание частотной характеристики по данным TEDS  Отсутствует
 Применение  Малые объекты, реакции человеческого организма на внешние вибрации, испытания объектов на вибростендах
 Единицы выходного сигнала датчика  пК
 Резонансная частота  45 кГц
 Максимально допустимый уровень ударного ускорения  3000 g

 

Применение:
Модель акселерометра 4505‐001
• Измерения при наличии ударных воздействий, например в трансмиссиях, редукторах, приводах клапанов.
• В турбореактивных двигателях
– При тестировании турбинных лопаток
– Высокая линейность снижает эффект боковых полос сигнала от лопаток
• Подходит в качестве контрольного датчика при калибровке
• Исследование спектра отклика на ударное воздействие (SRS)
Модель вибродатчика 4505‐A:
• Исследование процессов вибрации при значительных поперечных вибрациях

Особенности:
Малый вес датчиков
Слабая зависимость результатов измерений от внешних возмущающих факторов
Высокое значение резонансной частоты
Электрическая защищенность от помех, распространяющихся по линиям заземления
Высокое значение поперечной  резонансной частоты (более 20 кГц)
Работоспособность при экстремально низких и высоких температурах окружающей среды от – 55˚C до + 230˚C (– 67 to + 446˚F)

Подробнее о датчиках вибрации (акселерометрах) серии 4505A