Aceleracion

Aceleración, golpes y vibraciones Sensores
5.1 Introducción
Los acelerómetros están sintiendo transductores que proporcionan una salida proporcional a la aceleración,
vibration1
 y el shock. Estos sensores han encontrado una amplia variedad de aplicaciones
en ambos ámbitos de investigación y desarrollo, junto con el uso diario. Además de
las pruebas y medidas aplicaciones muy técnicas, como elanálisis modal, NVH
(Vibración de ruido y dureza), y pruebas de paquetes, los acelerómetros se utilizan también en
dispositivos de uso cotidiano, como los sensores de airbag y alarmas de seguridad del automóvil. Siempre que una
la estructura se mueve, experimenta aceleración. La medición de esta aceleración ayuda
a obtener una mejor comprensión de las características dinámicas que gobiernan elcomportamiento
del objeto. Modelado del comportamiento de una estructura proporciona una herramienta técnica valiosa
que luego se puede utilizar para modificar la respuesta, para mejorar la robustez, mejorar la durabilidad
o reducir el ruido y la vibración asociado.
La clase más popular de los acelerómetros es el acelerómetro piezoeléctrico. Este tipo
del sensor es capaz de medir una amplia gama deeventos dinámicos. Sin embargo, muchos
otras clases de acelerómetros existen que se utilizan para medir constante o muy baja
aceleración de la frecuencia como de frenado del automóvil, la calidad de marcha del ascensor e incluso el
fuerza gravitacional de la tierra. Tales acelerómetros se basan en piezorresistivo, capacitiva
y tecnologías de servo.
5.2 Fundamentos de la Tecnología
Acelerómetropiezoeléctrico
Acelerómetros piezoeléctricos son dispositivos auto-generar caracterizadas por una extendida
región del rango de respuesta de frecuencia plana, un amplio rango de amplitud lineal y excelente
durabilidad. Estas propiedades inherentes son debido a la utilización de un material piezoeléctrico como
el elemento de detección para el sensor. Los materiales piezoeléctricos se caracterizan porsu
capacidad para emitir una señal eléctrica proporcional a la tensión aplicada al material.
La construcción básica de un acelerómetro piezoeléctrico se representa en la Figura 5.2.1.
Los elementos activos de la acelerómetro son los elementos piezoeléctricos. Los elementos
actuar como un resorte, que tiene una rigidez k, y conectar la base del acelerómetro para
las masas sísmicas. Cuando una entradaestá presente en la base del acelerómetro, una fuerza
(F) se crea en piezoeléctrico proporcional material a la aceleración aplicada (a)
y el tamaño de la masa sísmica (m). (El sensor se rige por la ley del movimiento de Newton
F = ma.) La fuerza experimentada por el cristal piezoeléctrico es proporcional a la sísmica
masa por la aceleración de entrada. El más masa o aceleración, mayor será lafuerza aplicada y la salida más eléctrica desde el cristal.
La respuesta de frecuencia del sensor es determinada por la frecuencia de resonancia de la
sensor, que por lo general se puede modelar como una simple solo grado de libertad del sistema.
Usando este sistema, la frecuencia de resonancia (ω) del sensor puede ser estimado por:
ω = k m /.
La respuesta de frecuencia típica de los acelerómetrospiezoeléctricos se representa en la Figura 5.2.2.
Acelerómetros piezoeléctricos se pueden dividir en dos categorías principales que definen
su modo de funcionamiento.
Acelerómetros Internamente amplificados
o IEPE (interna
piezoeléctrico electrónico) contener
integrado microelectrónica
acondicionamiento de señal. Cobrar
acelerómetros modo contienen
sólo el autogenerador
elemento sensorpiezoeléctrico
y tienen una alta impedancia
cargar señal de salida.
Acelerómetros IEPE
Sensores IEPE incorporan incorporado, la electrónica de acondicionamiento de señal que funcionan para
convertir la señal de carga de alta impedancia generada por el elemento sensor piezoeléctrico
en una señal de tensión de baja impedancia utilizable que se puede transmitir fácilmente, sobre
ordinaria de dos hilos o cables...