La clave para una medición precisa de las vibraciones: instalación y uso del acelerómetro

En el ámbito de las pruebas de vibración, elacelerómetroactúa como el órgano sensorial crucial de su sistema de prueba de vibración. Es un transductor que convierte la cantidad física de vibración (aceleración e indirectamente relacionada con el sonido) en una señal eléctrica medible, proporcionando la entrada esencial para el análisis y el control. En Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd., enfatizamos la importancia de la instalación y el uso adecuados del acelerómetro para obtener datos de vibración confiables y significativos.

Los acelerómetros son la opción preferida para la medición de la vibración debido a sus características ventajosas, que incluyen:

• Amplio rango dinámico:Capaz de medir amplitudes de vibración muy pequeñas y muy grandes.
• Rango de frecuencia amplia:Puede capturar con precisión las vibraciones en un amplio espectro de frecuencias.
• Excelente linealidad:Proporciona una salida eléctrica proporcional a la aceleración de entrada.
• Alta estabilidad:Ofrece mediciones consistentes y confiables a lo largo del tiempo.
• Instalación relativamente conveniente:Se puede montar utilizando varios métodos dependiendo de la aplicación.

Para aprovechar todo el potencial de su acelerómetro y garantizar las mediciones de vibración precisas, adhiera a los siguientes principios y métodos de instalación:

I. Principios de instalación: establecer la base para la precisión

Para un rendimiento óptimo, observe estas reglas fundamentales al instalar su acelerómetro:

a) Ubicación estratégica:Coloque el acelerómetro lo más cerca posible del punto de prueba específico en la estructura para garantizar que experimente el mismo movimiento que el área que se analiza.

b) Montaje seguro y firme:El acelerómetro y su superficie de montaje deben ser lo más rígidos y firmemente conectados como sea posible. La superficie de montaje debe estar limpia y plana para garantizar el máximo contacto y la ruta de transmisión más directa o más corta de la vibración. Para acelerómetros uniaxiales, alinee cuidadosamente la dirección de detección (eje principal) con la dirección de interés.

c) Minimizar los efectos de carga de masa:La introducción del acelerómetro debe causar una alteración mínima al movimiento de la estructura de prueba. Emplee técnicas de montaje simétricos cuando sea posible para minimizar la distorsión del movimiento. La masa del acelerómetro y cualquier hardware de montaje debe ser significativamente menor que la masa dinámica de la estructura medida (idealmente una relación de masa de menos de 1/10 para pequeños objetos de luz).

d) Evitar la interferencia de resonancia:La frecuencia de funcionamiento máxima de su prueba debe ser significativamente menor que la frecuencia de resonancia de montaje del acelerómetro elegido. Operar cerca de la resonancia de montaje puede conducir a lecturas amplificadas e inexactas.

E) Gestión de cables:Cuando se usan acelerómetros conectados axialmente, los cables rígidos pueden inducir la tensión en la carcasa, lo que puede afectar las mediciones. Aprieta de forma segura el cable cerca del acelerómetro para evitar esto. Para los acelerómetros piezoeléctricos, los cables sueltos pueden generar ruido triboeléctrico (electricidad estática friccional).

(Diagrama que muestra el acelerómetro de plomo axial y el acelerómetro de plomo lateral) (Leyenda para el diagrama: 1 - No sujeto a la fuerza, 2 - Superficie de conexión del cuerpo vibrante, 3 - Asegure el cable a la superficie vibratoria)

f) Aislamiento eléctrico:Los acelerómetros tienen diferentes propiedades de aislamiento eléctrico. Algunos tienen bases aisladas incorporadas, mientras que otros requieren tornillos de montaje aislados y lavadoras de mica para evitar bucles de tierra en el sistema de medición. El uso de tornillos aislados con lavadoras de mica en los puntos de contacto es una forma efectiva de resolver problemas de bucle de tierra.

II. Métodos de instalación específicos: aplicación práctica

Aquí hay un desglose de los métodos comunes de instalación del acelerómetro:

a. Montaje de tornillo:

(Diagrama que muestra una curva de respuesta de frecuencia típica para un acelerómetro montado en el tornillo con grasa) (Leyenda para el diagrama: curva de respuesta de frecuencia típica de un tornillo de acelerómetro montado con grasa (en relación con la aceleración absoluta de la estructura en el punto de conexión)))

• Preparación de la superficie:La superficie de montaje tanto en el acelerómetro como en la estructura de prueba debe estar limpia, plana y mecanizada suavemente, cumpliendo con las especificaciones recomendadas del fabricante. El orificio del tornillo de montaje debe ser perpendicular a la superficie de montaje.
• Aplicación de par:Apriete el tornillo de montaje al par recomendado por el fabricante para lograr una conexión segura sin dañar el acelerómetro.
• Medio de acoplamiento:Aplique una capa delgada de aceite o grasa entre las superficies de apareamiento para mejorar el contacto y maximizar la rigidez, mejorando la respuesta de alta frecuencia.
• Longitud del tornillo:Asegúrese de que el tornillo no gire en el orificio tocado, ya que esto puede crear un pequeño espacio entre las superficies de montaje, reduciendo la rigidez.

b. Enlace adhesivo:

Este método es adecuado cuando no es factible los agujeros de perforación en la estructura de prueba, se requiere aislamiento eléctrico o la superficie de montaje tiene una planitud insuficiente. Los tornillos de montaje adhesivo (espárragos con roscas en un extremo y una plataforma de unión en el otro) también se usan comúnmente.

(Diagrama que muestra una curva de respuesta de frecuencia típica para un acelerómetro adhesivamente unido) (Leyenda para el diagrama: curva de respuesta de frecuencia típica de un acelerómetro adhesivamente unido (en relación con la aceleración absoluta de la estructura en el punto de conexión))))

• Limpieza de superficie:Limpie las superficies de unión de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del adhesivo.
• Capa adhesiva delgada:Aplique el adhesivo para formar una película delgada, que idealmente debería actuar como un resorte rígido para una respuesta de frecuencia óptima.
• Selección de adhesivo:A menudo se usan adhesivos acrílicos o termoestables. Evite los adhesivos blandos o aquellos que retienen una flexibilidad significativa después de la evaporación del solvente, ya que pueden reducir la frecuencia resonante. Los adhesivos de cianoacrilato (súper pegamento como 502) ofrecen una respuesta de frecuencia amplia, pero no son adecuadas para todas las aplicaciones y pueden contaminar las roscas de tornillo. Antes de la aplicación, limpie la superficie de montaje con un disolvente de hidrocarburos, manteniendo el solvente lejos de los cables y conectores. Presione el sensor firmemente en el adhesivo rápidamente para lograr una línea de enlace delgada. También se deben considerar las limitaciones de temperatura del adhesivo.

do. Dispositivos de montaje:

Los dispositivos de montaje, incluidos los tornillos aislados eléctricamente, deben ser rígidos, livianos, tienen un pequeño momento de inercia y ser estructuralmente simétricos sobre el eje de detección. Evite usar soportes siempre que sea posible. Si es necesario, opte por cubos de metal pequeños y rígidos montados de forma segura a la estructura con superficies mecanizadas y agujeros tocados para la conexión de tornillo.

d. Otros métodos de montaje:

Las técnicas de montaje alternativas incluyen el uso de una capa delgada de cera de abejas solidificada, cinta adhesiva de doble cara, bases magnéticas, abrazaderas de montaje rápido y bases de montaje de vacío.

(Diagrama que muestra una curva de respuesta de frecuencia típica para un acelerómetro montado en la cera de abejas) (Leyenda para el diagrama: curva de respuesta de frecuencia típica de un acelerómetro montado con una capa delgada de cera de abejas (en relación con la aceleración absoluta de la estructura en el punto de conexión)))

• Montaje de cera de abejas:Adecuado para aplicaciones de temperatura ambiente con sensores que pesan menos de 100 gramos. Es conveniente pero limita la temperatura de funcionamiento a menos de 40 ° C y es adecuado para niveles de aceleración más bajos.

(Diagrama que muestra una curva de respuesta de frecuencia típica para un acelerómetro montado en cinta de doble cara) (Leyenda para el diagrama: curva de respuesta de frecuencia típica de un acelerómetro montado con cinta de doble cara)

• Montaje de cinta de doble cara:Varios tipos de cintas de doble cara ofrecen diferentes temperaturas de funcionamiento y espesores. Elija una cinta apropiada para su aplicación.

(Diagrama que muestra una curva de respuesta de frecuencia típica para un acelerómetro magnético montado en la base) (Leyenda para el diagrama: curva de respuesta de frecuencia típica de un acelerómetro montado con una base magnética)

• Montaje de base magnética:Conveniente para mediciones rápidas en superficies ferromagnéticas, pero limita el nivel máximo de vibración y la frecuencia de medición. Este método generalmente reduce la frecuencia de resonancia de montaje a alrededor de 7 kHz, reduciendo el rango de frecuencia utilizable a aproximadamente 2 kHz (alrededor de 1/3 de la resonancia de montaje). Las bases magnéticas también agregan una masa significativa y tienen una fuerza de retención limitada, típicamente adecuada para aceleraciones por debajo de 200 g.

Iii. Precauciones importantes: garantizar la longevidad y la integridad de los datos

Tenga en cuenta estos puntos cruciales al manejar y usar acelerómetros:

a) eliminación suave:Al desmontar sensores, corte suavemente cualquier adhesivo o cera de abejas del lado en lugar de tirar directamente de la superficie de montaje, lo que puede dañar el sensor.

b) Precaución de unión directa:La unión directa de la mayoría de los acelerómetros sin una consideración adecuada para la eliminación y el daño potencial generalmente no se recomienda.

c) Seguridad de cable para acelerómetros de tipo de carga:Asegúrese de que los cables de acelerómetro de tipo de carga estén de forma segura. El movimiento, la flexión o el estiramiento de estos cables durante la medición pueden causar cambios en la capacitancia local y la carga entre el conductor y el escudo, introduciendo un ruido significativo. Los acelerómetros IEPE (piezoeléctricos electrónicos integrados) con amplificadores incorporados son mucho menos susceptibles al ruido de cable.

d) Integridad del conector:Cuando use múltiples cables de extensión, asegúrese de que los conectores se mantengan limpios y libres de polvo, agua o contaminantes conductores.

e) Carga de masa en objetos de luz:Para objetos pequeños y livianos (por ejemplo, cuchillas pequeñas), considere cuidadosamente el efecto de carga de masa del acelerómetro. Apunte a una relación de masa del acelerómetro al objeto de prueba de menos de 1/10.

f) Evite dejar caer:Nunca deje caer el sensor en superficies duras, ya que esto puede causar un daño irreparable.

g) Límites de temperatura:Siempre opere sensores dentro de su rango de temperatura especificado para evitar daños y garantizar mediciones precisas.

Al cumplir con estas pautas de instalación y precauciones de uso, puede maximizar la precisión, la confiabilidad y la vida útil de sus acelerómetros, asegurando datos de alta calidad para sus esfuerzos de prueba de vibración. En Dongguan Precision, estamos dedicados a proporcionarle no solo sistemas de prueba de vibración avanzados sino también el conocimiento para utilizarlos de manera efectiva.