You are browsing the website for customers from Netherlands. Based on location data, the suggested version of the page for you is
USA / US
Change country
x

ACTUALITEITEN

2020-01-08

Hoe werkt een versnellingsmeter en waar dient hij voor?

Wat is een versnellingsmeter? Het is een apparaat dat het meten en analyseren van lineaire versnellingen en hoekversnellingen mogelijk maakt. Deze functie is essentieel in veel basisapparaten en -systemen die op bijna elk gebied worden gebruikt, of het nu gaat om alledaagse huishoudelijke apparaten, professionele industriële toepassingen of bij onderzoek en ontwikkeling.

Dit artikel geeft informatie over:

Wat is een versnellingsmeter?

Versnellingsmeters worden gebruikt bij metingen van statische zwaartekrachtversnelling waarmee u de afwijkingshoek van het gemeten object ten opzichte van de verticaal kunt bepalen, maar ook bij metingen van dynamische versnellingen als gevolg van schokken, beweging, inslagen of vibraties, ofwel trillingen met een kleine amplitude en lage frequentie die enkele tientallen Hz bedraagt.

Hoe werkt een versnellingsmeter tijdens vibratiemetingen? Dit apparaat wordt rechtstreeks op het trillende object geplaatst, waardoor het de trillingsenergie kan omzetten in een elektrisch signaal dat evenredig is aan de tijdelijke versnelling van het object.

Wat doet een versnellingsmeter? Trillingsmeting wordt meestal gebruikt om de werking van machines, apparaten of constructies te diagnosticeren die worden blootgesteld aan hoge spanning, bijvoorbeeld stalen constructies van masten, bruggen of bouwkundige objecten. Versnellingsmeters worden o.a. ook gebruikt voor bescherming van harde schijven tegen beschadiging, in medische uitrusting en sportuitrusting, fototoestellen en camera's, smartphones, afstandsbedieningen, controllers en navigatiesystemen.

Wat is een versnellingsmeter? Het is niets meer dan een versnellingssensor die zijn eigen beweging in de ruimte meet. Er zijn drie basistypen versnellingsmeters, waarover later in het artikel meer.

Hoe werkt een versnellingsmeter?

Het werkingsprincipe van versnellingsmeter is niet erg gecompliceerd. Hij meet de versnellingskracht in de eenheid g en kan metingen uitvoeren in een, twee of drie vlakken. Tegenwoordig zijn de meest gebruikte versnellingsmeters 3-assig en bestaan ze uit een systeem van drie versnellingsmeters. Elk van deze meters meet de versnelling in een andere richting - in de vlakken X, Y en Z. Een voorbeeld van een 3-assige versnellingsmeter is het model ADAFRUIT 2019. ADA-2019

Als de versnelling in een vlak in de tegenovergestelde richting werkt ten opzichte van de richting van de sensor, zal de versnellingsmeter een versnelling meten met een negatieve waarde. In het andere geval wordt een versnelling met een positieve waarde gemeten.

Als er geen enkele externe versnelling inwerkt op de versnellingsmeter dan meet het apparaat alleen de versnelling van de aarde, namelijk de zwaartekracht. Als we aannemen dat de 3-assige versnellingsmeter zodanig is gepositioneerd dat de sensor van de x-as naar links is gericht, de sensor van de y-as naar beneden en de sensor van de z-as naar voren en er verder geen enkele kracht op wordt uitgeoefend, dan meet de versnellingsmeter de volgende waarden: X = 0 g, Y = 1 g, Z = 0 g. Als we dezelfde versnellingsmeter naar links kantelen, toont zijn display: X = 1 g, Y = 0 g, Z = 0 g. Als de kanteling naar rechts is, levert het x-vlak het resultaat X = -1 g op. De vermelde afhankelijkheden van versnellingsmetingen worden gebruikt door algoritmen van systemen die de werking van de versneller controleren.

Welke soorten versnellingsmeters zijn er?

Er zijn drie basistypen versnellingsmeters: MEMS capacitieve versnellingsmeters, piëzo-elektrische versnellingsmeters en piëzoresistieve versnellingsmeters.

MEMS capacitieve versnellingsmeters

Capacitieve versnellingsmeters die gebruik maken van de MEMS-technologie zijn de goedkoopste, meest algemene en kleinste sensoren van dit type. Hoe werkt een MEMS capacitieve versnellingsmeter? Het werkingsprincipe komt erop neer dat een gewicht op veren is gemonteerd. Het ene uiteinde van de veren is bevestigd aan de voeringen van de kamcondensator, terwijl het andere uiteinde is bevestigd aan het gemonteerde gewicht. Onder invloed van de kracht die op de sensor wordt uitgeoefend, beweegt het gewicht op de veren. Dit veroorzaakt een verandering in de afstand tussen het condensatie-element en de massa en beïnvloedt daarmee de capaciteit. Voorbeelden van MEMS-versnellingsmeters zijn de modellen SPARKFUN ELECTRONICS INC. DEV-09267 en SPARKFUN ELECTRONICS INC. BOB-13926.

SF-DEV-09267SF-DEV-09267 SF-BOB-13926SF-BOB-13926

Capacitieve versnellingsmeters die zijn uitgevoerd in de MEMS-technologie worden hoofdzakelijk toegepast in draagbare elektronica (wearables), mobiele apparaten en gebruikselektronica in de breedste zin van het woord. Één van de grootste voordelen van de MEMS-versnellingsmeters is dat u ze direct op een printplaatje kunt monteren.

Tot de nadelen van MEMS-systemen kan de lage meetnauwkeurigheid worden gerekend, vooral bij het meten van grotere amplitudes en hogere frequenties, waardoor ze niet geschikt zijn voor gespecialiseerde industriële toepassingen.

Piëzoresistieve versnellingsmeters

Een ander type versnellingsmeters zijn sensoren die gebruikmaken van het piëzoresistentie-effect. Wat doet een piëzoresistieve versnellingsmeter? Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van een rekstrookje, nl. een sensor die vervorming meet. Dit type versnellingsmeter is uitgerust met piëzoresistent materiaal dat onder invloed van een externe kracht vervormt, waardoor de weerstand verandert.

De weerstandsverandering wordt vervolgens omgezet in een elektrisch signaal dat wordt ontvangen door de ontvanger die is geïntegreerd in de versnellingsmeter. Piëzoresistieve versnellingsmeters worden gekenmerkt door een grote meetbandbreedte, waardoor ze in staat zijn om trillingen met grote amplitudes en hoge frequenties te registreren. Dit komt vooral van pas tijdens uiteenlopende botsproeven.

Een ander voordeel van piëzoresistieve versnellingsmeters is de mogelijkheid om langzaam veranderende signalen te meten, waardoor ze in inerte navigatiesystemen kunnen worden gebruikt om de snelheid en verplaatsing van systeemcomponenten te berekenen.

De werkingswijze van de piëzoresistieve versnellingsmeter maakt hem ongevoelig voor veranderingen van de omgevingstemperatuur, waardoor temperatuurcompensatie vereist is. Bovendien heeft dit type versnellingsmeter problemen met het detecteren van zwakke signalen en zijn ze veel duurder dan de MEMS capacitieve versnellingsmeters.

Piëzo-elektrische versnellingsmeters

Wat is een piëzo-elektrische versnellingsmeter? Dit is een van de meest gebruikte sensoren voor het meten van trillingsniveaus. Om die reden worden piëzo-elektrische versnellingsmeters op grote schaal gebruikt in industriële toepassingen voor diagnose en besturing van machines en apparatuur. Hoe werkt een piëzo-elektrische versnellingsmeter? De werking is vergelijkbaar met die van piëzoresistieve systemen. Onder invloed van de versnelling veranderen ze echter niet hun weerstand, maar genereren ze een elektrische spanning van een bepaalde waarde.

Het meetelement van deze sensoren is meestal lood-zirkonaat-titanaat (PZT). Lood-zirkonaat-titanaat genereert bij vervorming een elektrische lading. Piëzo-elektrische versnellingsmeters zijn zeer gevoelig en nauwkeurig, waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen, van zeer geavanceerde en nauwkeurige seismische metingen tot inslagtesten en destructieve testen onder ongunstige omstandigheden.

Het uitgangssignaal van piëzo-elektrische versnellingsmeters wordt meestal versterkt en de temperatuur gecompenseerd. De berekening van de beweging van het object wordt vergemakkelijkt doordat een signaal naar de ingang van de integrator wordt gestuurd.

Overige versnellingsmeters

Overige constructies van versnellingsmeters omvatten IEPE-constructies die algemeen worden gebruikt voor trillingsmetingen. Het vermelden waard zijn ook de piëzo-elektrische ladingsversnellingsmeters, die goed werken bij extreme temperaturen.

Symbool: Omschrijving:
ADA-2019 Sensor: versnellingsmeter; 3,3÷5VDC; I2C; MMA8451; ±3,±4,±8g; Kanalen: 3
SF-DEV-09267 Sensor: versnellingsmeter, analoog; ADXL335; LilyPad; 20mm
SF-BOB-13926 Sensor: versnellingsmeter; 1,95÷3,6VDC; I2C; MMA8452Q; ±2,±4,±8g

linecard

Selecteer een fabrikant of categorie om producten te bekijken.

Quick Buy

?
produkt symbool aantal
Voorbeeld

Overige opties van Quick Buy

paypal_help

Deze website maakt gebruik van cookies. Klik hier, voor meer informatie over cookies en over hoe u onze cookies kunt beheren.

Niet meer weergeven