Пьезоэлектрические датчики ускорения. Вибродатчики (Акселерометры).
Акселерометр 4527
Трехосевые CCLD* -акселерометры модели 4527, 4527-001 и 4527-003 предназначены для непрерывной работы при температуре 180 °C (356 °F) , что соответствует самым жестким требованиям окружающей среды. Широкий частотный диапазон (от 0,3 Гц до 10 кГц) и небольшой вес делают их пригодными для использования в качестве акселерометров общего применения.
Размер и возможность питания одной из осей делают приборы модели 4527, 4527-001 и 4527-003 хорошим выбором для измерения как по одной, так и по двум осям. Данные акселерометры упрощают процесс испытания, так как отвечают большинству современных требований к датчикам испытательных лабораторий.
Описание
Трехосевой CCLD-акселерометр модели 4527, 4527-001 и 4527-003 идеален как для измерений общего характера, так и для измерений при высоких температурах. Стабильность, надежность и длительный срок службы являются отличительными особенностями данной конструкции.
Оптимальная производительность на тонкостенных конструкциях и в местах с изменением температуры достигается благодаря конструкции акселерометра с плоским сдвигом. Конструкция плоского сдвига состоит из двух прямоугольных срезов пьезоэлектрического материала PZ23 и двух сейсмических масс, расположенных по широким сторонам прямоугольного центрального столбика. Она заключена в титановый корпус, который устойчив к ежедневной эксплуатации и снижает массу акселерометра.
Акселерометры работают на выход с низким импедансом, что позволяет использовать недорогие кабели. Они также совместимы с широким рядом усилителей формирования сигнала. Модели 4527, 4527-001 и 4527-003 оборудованы четырех-контактным промышленным разъемом, совместимым с максимумом кабелей. Разъем герметически изолирован, что предохраняет его от загрязнения и обеспечивает долговечность.
Встроенный предусилитель с низким уровнем шума рассчитан на непрерывную работу при высокой температуре и обеспечивает динамический диапазон 114 дБ для модели 4527, 98 дБ для модели 4527-001 и 116 дБ для модели 4527-003, что позволяет измерять вибрацию как с низким, так и с высоким уровнем. Приборы имеют стабильное напряжение смещения, что гарантирует сохранение широкого динамического диапазона во всем диапазоне температур. Каждый прибор подвергается испытаниям на принудительный отказ при температуре 180 °C в процессе производства, что гарантирует стабильность напряжения смещения.
Технические характеристики вибропреобразователя 4527
Номер модели | 4527 | 4527-001 | 4527-003 | |||||
Общие характеристики | ||||||||
Масса | грамм (унций) | 6 (0,21) | 4,8 (0,17) | |||||
Чувствительность по напряжению (на частоте 159,2 Гц, при питании 4 мА) | мВ/мс–2 | 1,0 ± 10% | 10 ± 10% | 0.1±10% | ||||
мВ/g | 9,8 ± 10% | 98 ± 10% | 0,98 ± 10% | |||||
Частотный диапазон | Амплитуда (± 10%)* | Гц | X, Y: от 0,3 до 10000, Z: от 0,3 до 12800 | |||||
Амплитуда (± 10%)† | X, Y: от 0,3 до 5500, Z: от 0,3 до 12800 | |||||||
Амплитуда с Req-X (± 10%)‡ | X, Y: от 0,3 до 10000, Z: от 0,3 до 15000 | |||||||
Фаза (± 5°)* | X, Y: от 2,0 до 10000, Z: от 2,0 до 12800 | |||||||
Фаза (± 5°)† | X, Y: от 2,0 до 5500, Z: от 2,0 до 12800 | |||||||
Монтажная резонансная частота | кГц | X, Y: 30, Z: 42 | ||||||
Макс. поперечная чувствительность (30 Гц, 100 мс–2) | % | < 5 | ||||||
Измерительный диапазон (±ампл.) | от 60 до 150 °C | кмс–2 (g) | 7000 (714) | 700 (71) | 50000 (5100) | |||
от 150 до 180 °C | кмс–2 (g) | 5000 (510) | 500 (51) | 50000 (5100) | ||||
Электрическая схема | ||||||||
Напряжение смещения | при 25 °C и 4 мА | В | 12±1 | 13 ± 1 | ||||
в полном диапазоне температур и токов | от 8,5 до 14 | от 11 до 14 | ||||||
Питание | при постоянном токе | мА | от 2 до 20 | |||||
при ненагруженном напряжении питания, от -60 до +150°C | В | от 22 до 30 | ||||||
при ненагруженном напряжении питания, от 150 до 180 °C | от 20 до 30 | |||||||
Выходное сопротивление | Ом | < 30 | < 2 | |||||
Время включения (до конечной величины смещения ± 10%) | c | < 10 | < 5 | |||||
Остаточный шум (СКЗ собственного широкополосного шума в заданном диапазоне частот) | от 0,3 Гц до 10 кГц | мкВ | 9 | 60 | 6 | |||
мкg | 900 | 600 | 6000 | |||||
от 1 Гц до 10 кГц | мкВ | 5 | 30 | 3 | ||||
мкg | 500 | 300 | 3000 | |||||
от 2 Гц до 10 кГц | мкВ | 4 | 20 | – | ||||
мкg | 400 | 200 | – | |||||
Спектральный шум | 10 Гц | ммс–2/√Гц (мкg/√Гц) | 0,30 (30) | 0,20 (20) | 1,7 (170) | |||
100 Гц | 0,06 (6) | 0,04 (4) | 0,5 (50) | |||||
1000 Гц | 0,04 (4) | 0,02 (2) | 0,3 (30) | |||||
Сопротивление изоляции (сигнал заземлен на корпус) | ГОм | Сигнальная земля подключена к корпусу | ||||||
Параметры окружающей среды | ||||||||
Диапазон рабочих температур** | °C (°F) | от -60 до +180 (от -76 до +356) | ||||||
Температурный коэффициент чувствительности | %/°C | 0,12 | 0,1 | |||||
Температурный коэффициент поперечной чувствительности (Нижняя граничная частота 3 Гц, (–3 дБ, 6 дБ/окт.)) |
мс–2/°C | 0,02 | 0,025 | |||||
g/°F | 0,0011 | 0,0014 | ||||||
Чувствительность к магнитному полю (50 Гц, 0,038 Tл) | мс–2 /Tл (g/кГс) | 15 (0,15) | 8 (0,08) | 100 (1) | ||||
Чувствительность к деформации основания (при плоскостности основания 250 мкε) | мс–2/мкε (g/мкε) | 0,10 (0,01) | 0,010 (0,001) | |||||
Максимальное неразрушающее соударение (ампл.) | кмс–2 (g) | 50 (5100) | ||||||
Механические испытания | ||||||||
Материал корпуса | Титан ASTM марки 5 | |||||||
Пьезоэлектрический чувствительный элемент | PZ 23 | |||||||
Конструкция | Сдвиг | |||||||
Герметизация | Герметичный | |||||||
Электрический разъем | 1/4″-28UNF 4-контактный (вилка) | |||||||
Монтаж | Резьбовое отверстие М3 х 2,8 мм или на клей |
Калибровка
Каждый акселерометр калибруется при помощи случайного возбуждения и 1600-точечного БПФ, что обеспечивает высокое разрешение (по амплитуде и фазе) частотной характеристики. Это позволяет добиться уникальных характеристик и обеспечивает целостность измерения вибрации.
Чувствительность, указанная в калибровочной таблице, измерена на частоте 159,2 Гц с уровнем доверительной вероятности 95% и коэффициентом перекрытия k = 2.
Верхние граничные частоты, указанные в калибровочной таблице, представляют собой частоты, на которых наблюдается отклонение от опорной чувствительности (частота 159,2 Гц) на ±10%. Верхняя граничная частота составляет приблизительно 30% от монтажной резонансной частоты. Данное утверждение справедливо, если акселерометр установлен на объекте испытаний правильно – плохой монтаж может существенно сказаться на монтажной резонансной частоте.
Нижние граничные частоты и фазовая характеристика определяются встроенными предусилителями. Нижние граничные частоты, указанные в технических параметрах, соответствуют отклонению от опорной чувствительности на ±10%.
Рекомендуемое применение датчика вибрации 4527
- Измерения в большинстве мест двигателя, трансмиссии и системы выпуска отработавших газов.
- Трехосевые измерения в ограниченных пространствах.
- Отбраковочные климатические испытания
- Измерения вибрации вспомогательного оборудования газовых турбин
- Многозадачность, всегда требующаяся для измерения вибрации
- Модальные и дорожные испытания
Особенности применения акселерометра 4527
- Непрерывная работа при температуре 180 °C
- Отдельное питание каждой оси позволяет выполнять одноосевые и двухосевые измерения, экономя каналы
- Частотный диапзаон от 0,3 Гц до 10 кГц для всех трех осей
- Низкий уровень шума
Подробнее о 3-х осевом датчике вибрации серии 4527