Пьезоэлектрические датчики ускорения. Вибродатчики (Акселерометры).
Акселерометры модели 4371 ( 4371, 4371 S и 4371 V ) являются пьезо-электрическими датчиками вибрационного ускорения типа DeltaShear®, Unigain® с боковым расположением разъема. Акселерометр 4371 снабжен разъемом 10-32 UNF, с помощью которого осуществляется кабельное соединение сенсора с усилителем. На испытуемый объект, например, установленный на вибростенде, или объект с внутренним источником вибрации, уровень и характеристики которой измеряются, датчик может устанавливаться при помощи штифта/шпильки с резьбой 10–32 UNF. Регламентируется даже угловой момент затяжки датчика на штифте с целью минимизации отклонения чувствительности от заявленной в паспорте, минимизации влияния на показания измеряемой величины ускорений, ортогональных к оси датчика.
Представленный пьезоэлектрический акселерометр имеет своим выходным сигналом количество электричества (заряд, если провести аналогию с конденсатором). Соответственно чувствительность его может быть выражена в единицах измерения количества электричества (заряда) на единицу ускорения (пКл/g). В качестве последней в виброметрии принято использовать так называемое ускорение свободного падения g. Один g составляет 9.80665 м/сек².
В конструкции DeltaShear используется три пьезоэлектрических PZT-элемента и три массы, расположенные в углах
треугольной конфигурации вокруг центрального стержня. Кольцо, с помощью которого осуществляется статическая нагрузка керамических сенсоров ускорения (предварительное сжатие), обеспечивает высокую линейность зависимости выходного сигнала (заряда) от входного (ускорения). Заряд накапливается между корпусом акселерометра, выполненным из титана и уже упомянутым зажимным кольцом.
Чувствительность датчика ускорения, указанная в его калибровочной таблице, оценивалась на частоте 159,2 Гц при ускорении 10 g. С доверительной вероятностью 99,9% погрешность заводской калибровки не превышает ±2%.
Технические данные вибропреобразователя 4371
| Параметр | Единица измерения. | Значение |
| Динамические характеристики | ||
| Зарядовая чувствительность (при 159,2 Гц) | пКл/g | 9,8 ± 2% |
| Амплитудно частотная характеристика | типовая | |
| Резонансная частота закрепленного датчика | кГц | 42 |
| Диапазон частот | Гц | От 0,1 до 12600 |
| Чувствительность к вибрациям в поперечном направлении | % | <4 |
| Поперечная резонансная частота | кГц | 15 |
| Электрические характеристики | ||
| Минимальное сопротивление утечки при температуре 20°С | ГОм | >20 |
| Емкость | пФ | 1200 |
| Заземление | Сигнальная земля подключена к корпусу | |
| Допустимые условия окружающей среды |
||
| Температурный диапазон | °С | От минус 55 до 250 |
| Влажность | не оказывает влияния | Герметизация сваркой |
| Максимально допустимое рабочее ускорение при синусоидальной вибрации (амплитуда) | g ампл. | 6000 |
| Максимально допустимое рабочее импульсное воздействие ( амплитуда.) | g ампл. | 20000 |
| Чувствительность к деформации основания | Экв. g/µ strain | 0.002 |
| Чувствительность к изменению температуры | Экв. g/°С | 0,004 |
| Чувствительность к переменному магнитному полю (50 Гц – 0,03 Тл) |
g/Тл | 0,4 |
| Физические характеристики | ||
| Масса акселерометра | грамм | 11 |
| Материал корпуса | Титан | |
| Разъем (боковой) | 10 – 32 UNF | |
| Установка на исследуемый, или испытываемый на вибростенде объект | на штифте | Резьбовое отверстие 10 – 32 UNF х ,02 мм |
Применение
Часто применяется с адаптером 2647-А для питания предусилителя и формирователем сигнала 1704-С-102, делающим возможность передавать информационный сигнал по токовой петле.
Этот акселерометр используется в частности, как вторичный эталон в калибровочных системах Брюль и Къер 3629, о чем более подробно можно ознакомиться в этой статье:
