Вибрация. Частотная характеристика – это зависимость выходного электрического сигнала акселерометра при внешнем механическом воздействии с фиксированной амплитудой от

Общие понятия

Частотная характеристика – это зависимость выходного электрического сигнала акселерометра при внешнем механическом воздействии с фиксированной амплитудой от частоты. Это один из основных параметров, от которого зависит выбор того или иного компонента. Диапазон частот обычно определяется серией экспериментов и указывается в спецификации. Обычно этот параметр указывается с точностью ±5% от опорной частоты (обычно 100 Гц). Многие компоненты сертифицированы на ±1 дБ или ±3 дБ. Эти значения показывают точность акселерометра в заданном частотном диапазоне. Справочные листки на большинство подобных компонентов содержат графики типичной АЧХ, иллюстрирующие флуктуации точности в различных частотных диапазонах.

Другим важным параметром акселерометра является число осей измерения. Сегодня выпускаются компоненты с одной и тремя измерительными осями. Существует также возможность объединения трех акселерометров в более сложный измерительный блок.

Лучшим выбором для измерения вибраций являются пьезоэлектрические акселерометры - благодаря широкой частотной характеристике, хорошей чувствительности и высокой разрешающей способности. В зависимости от типа выходного сигнала они могут быть с зарядовым выходом или с выходом по напряжению (IEPE). В последнее время широко используются акселерометры с выходным сигналом по напряжению, поскольку они удобнее в применении. Несмотря на разнообразие торговых марок и модификаций, все производители компонентов этой группы придерживаются единого псевдо-стандарта, поэтому легко заменяемы между собой. Обычно такие акселерометры имеют в своей структуре усилитель заряда, поэтому не требуют дополнительных внешних компонентов. Для подключения акселерометра нужен только источник постоянного тока. Таким образом, для измерения вибраций в известном диапазоне и в пределах температурной нормы - 55…125°C (до 175°C для высокотемпературных моделей) рекомендуется использовать пьезоэлектрические акселерометры с выходным сигналом по напряжению.

Преимущества акселерометров с зарядовым выходом проявляются в возможности работы при высоких температурах и в широком диапазоне амплитуды, определяемом настройками усилителя заряда (заметим, что у акселерометров с выходом по напряжению фиксированный диапазон амплитуды). Типичный температурный диапазон составляет -55…288°C, а специализированные компоненты могут работать в диапазоне -269…760°C.

В отличие от IEPE акселерометров, емкостные датчики требуют применения специальных малошумящих кабелей, цена которых значительно превышает цену на стандартные коаксиальные кабели. Для подключения датчиков также потребуются усилители заряда и линейные конвертеры.

Емкостные акселерометры предпочтительны для высокотемпературных измерений неизвестных заранее ускорений. В приложениях, где требуется измерять вибрацию очень малой частоты, рекомендуется использовать акселерометры на переменных конденсаторах (VC). Их частотная характеристика составляет от 0 Гц до 1 кГц, в зависимости от требуемой чувствительности. При проведении измерений низкочастотной вибрации VC акселерометр с частотной характеристикой 0-15 Гц будет иметь чувствительность 1В/g. Такие датчики незаменимы в электрогидравлических шейкерах, в автомобилестроении, при тестовых испытаниях машин и конструкций, в системах подвески, железнодорожном транспорте.

Дата добавления: 2015-04-25