Пьезоэлектрические дачики ускорения. Вибродатчики/Акселерометры.

ВведениеПрименениеОсобенности

Трех осевой вибродатчик 4506

Обладая высокой чувствительностью, малой массой и небольшими габаритами, акселерометры типов 4506, 4506 B, B 002 и B 003 (далее называемые акселерометрами типа 4506) идеально подходят для трехосевых измерений с последующим модальным анализом сложных конструк- ций, при которых необходимо задействовать множество точек измерений, например, для изме- рений на автомобильных кузовах и трансмиссиях, для модального анализа поездов, летательных и космических аппаратов. Пазы на корпусе обеспечивают простоту установки акселерометров на пять поверхностей с помощью недорогих пластиковых зажимов, легко приспосабли- ваемых для испытываемых объектов различной формы.

Обычно трехосевые акселерометры состоят из трех отдельных акселерометров, установленных в едином корпусе так, чтобы вибрацию можно было измерять в трех взаимно перпендикулярных направлениях. При таком подходе возможность сокращения габаритов акселерометра ограничена, а три оси имеют различные точки отсчета.

Конструкция OrthoShear, использованная в акселеро- метре типа 4506 (см. рис.), создана вокруг общей под- вижной массы (6). Эта конструкция с единой массой позволила создать очень компактный трехосевой акселерометр, в котором все оси имеют единую точку от- счета. Эта конструкция также обеспечивает точность и непротиворечивость измерений даже в тех случаях, когда акселерометр подвергается сложным видам виб- рации. Подвижная масса окружена пьезоэлектриче- ским кольцом (5), которое охвачено четырьмя обособленно подвешенными изогнутыми пластинами (4). Из-за наличия штырей для подвески (3) разные секции подвергаются сдвигающим усилиям, соответствующим ускорениям в различных направлениях. Выходные сигналы для осей X, Y и Z получаются в результате соответствующе- го суммирования исходных сигналов. Узел зажат внешним кольцом (7). Предусилители (2), штыри для подвески (3) и Microtech-совместимый разъем образуют единую конструкцию, по- мещенную в герметически заваренный титановый корпус (8). Акселерометр типа 4506 изоли- рован от корпуса. Поэтому значительно снижен риск замыканий через цепи заземления, кото- рые могут стать причиной ненадежности многоканальных измерений.

4506-pic1

Технические характеристики вибродатчика 4506

4506 4506B 4506B002 4506B 003
Динамические характеристики
Чувствительность (на частоте 159.2 Гц)

10 мВ/мс−2 ± 10%

(100 мВ/g + 8%/-12%)

100 мВ/мс−2 ±10% (1 В/g + 8%/-12%)

50 мВ/мс−2 ±10%

(500 мВ/g + 8%/-12%)

Диапазон измерений ± 700 мс−2 (70 g) ± 70 мс−2 (7 g) ± 140 мс−2 (14 g)
Частотная характеристика (± 10%)

X: от 0.3 Гц до 5.5 кГц;

Y, Z: от 0.6 Гц до 3.0 кГц

X: от 0.3 Гц до 3.5 кГц; Y, Z: от 0.3 Гц до 1.6 кГц X: 0.3 Гц до 4.0 кГц; Y, Z: от 0.3 Гц до 2.0 кГц
Фазовая характеристика от 3 Гц до 3 кГц, ± 5° от 2 Гц до 2.5 кГц, ± 5°
Резонансная частота установленного акселерометра X: 19.0 кГц; Y, Z: 10.0 кГц

X: 12.5 Гц

Y, Z: 5.5 Гц

X: 14.0 кГц

Y, Z: 7.0 кГц

Поперечная чувствительность <5% от чувствительности по рассматриваемой оси
Электрические характеристики
Остаточный шум

(от 1 Гц до 6 кГц) X: <40 мкВ (СКЗ);

Эквив. < 0.004 мс−2 (<400 µg)

Y, Z: <20 мкВ (СКЗ);

Эквив. <0.002 мс−2 (<200 µg)

(от 1 Гц до 3 кГц) X: <60 мкВ (СКЗ); Эквив. <0.0006 мс−2 (<60 µg)

Y, Z: <30 мкВ (СКЗ); Эквив. <0.0003 мс−2 (<30 µg)

(от 1 Гц до 3 кГц) X: <60 мкВ (СКЗ); Эквив. <0.0012 мс−2 (<120 µg)

Y, Z: <30 мкВ (СКЗ); Эквив. <0.0006 мс−2 (<60 µg)

Характеристики окружающей среды

Максимальный неразрушающий удар

(±пиковое значение

50 кмс−2 (5000 g) 10 кмс−2 (1000g) 20 кмс−2 (2000 g)
Чувствительность к изменениям температуры (при нижней граничной частоте 3 Гц) 3 мс−2/°C 5 мс−2/°C
Чувствительность к деформации основания при монтаже с помощью установочного зажима или клеящей ленты толщиной 0.09 мм: 0.03 мс−2/µε 0.01 мс−2/µε 0.02 мс−2/µε
Магнитная чувствительность 6 мс−2/Tл 3 мс−2/Tл 6 мс−2/Tл
Температурный коэффициент чувствительности

X: +0.05%/°C;

Y, Z: +0.1%/°C

X: +0.15%/°C;

Y, Z: +0.12%/°C

Физические характеристики
Чувствительный элемент Пьезоэлектрический, тип PZ 23 Пьезоэлектрический, тип PZ 27
Габариты (Высота×Ширина×Длина)

17×17×14.5 мм

(0.67×0.67×0.57 дюйма), без разъема

17×17×17 мм

(0.67×0.67×0.67 дюйма), без разъема

Масса 15 г (0.53 унции) 21 г (0.74 унции) 18 г (0.63 унции)
Встроенный ID (таблица TEDS) Нет Есть Есть Есть

Применение:

Измерения для структурного анализа

Многоканальные измерения для модального анализа

Модальные измерения в приложениях для автомобильных кузовов и трансмиссий.

Особенности:

  • Использование стандарта IEEE P1451.4 «Интеллектуальный интерфейс для датчиков с таблицами TEDS»
  • Пять установочных поверхностей
  • Простая подгонка к испытываемым объектам различной конфигурации за счет использования установочных зажи- мов
  • Прочный титановый корпус с несъемным титановым 4-контактным разъемом
  •  Компактная запатентованная конструкция OrthoShear® с высоким отношением «чувствительность/масса». Уникальная конструкция с одной подвижной массой позволяет создать единую точку отсчета для всех осей
  • Непосредственное подключение к (ICP®-совместимому) источнику питания DeltaTron. Принцип DeltaTron позволяет использовать недорогие кабели
  • Низкое полное выходное сопротивление позволяет использовать длинные кабели
  • Встроенные предусилители с низким уровнем шума со спе- циализированными интегральными схемами для получения динамического диапазона, превышающего 100 дБ (чувстви- тельность 100 мВ/g)
  • Электрическая изоляция для защиты от замыканий по цепям заземления

Подробнее о датчиках вибрации (акселерометрах) серии 4506