44 ИНФРАБИЛД 6'2021 оста Z е насочен надолу, уредът ще покаже нулеви стойности по X и Y, и понеже мерната единица е g, показаната стойност по Z ще бъде 1[g]. Аналогично, при отклонение в някоя от другите посоки, ще бъдат отчетени съответните стойности. Подразбира се, че ако ускорението е в посоката, в която е насочен сензорът, то ще бъде отчетено с положителна стойност, и обратно - ще има отрицателна стойност, ако е действало в противоположната посока. Тези положения при измерване на ускорението се използват от алгоритмите на системите, основани на работата на акселерометрите. Видове акселерометри Има три основни вида електромеханични акселерометри - капацитивни, пиезорезистивни и пиезоелектрични. Може би трябва да добавим и микроелектромеханични. Тук няма да се спираме на други разновидности, макар че има такива. Капацитивните, при които се закрепва тежест върху единия край на пружини, са най-евтините и най-малките. Другият край на пружините се прикрепва към кондензатор, тип „гребен“. Когато възникне наблюдаваното явление и датчикът го регистрира, тежестта се движи върху пружините, разстоянието между масата и кондензатора се променя и това влияе на промяната на капацитета. Този вид акселерометри се използватпредимно в потребителската електроника. Пиезорезистивните са оборудвани с пиезорезистивен материал, който се деформира под въздействието на външна сила и предизвиква промяна в съпротивлението. Приемник, интегриран с акселерометъра, преобразува тази промяна в електрически сигнал. Този вид уреди иматширок честотен диапазон, но ниска чувствителност. Те могат да регистриратвибрации с големи амплитуди и честоти, затова са много използвани при краш-тестове. Пиезоелектричните акселерометри генерират електрически заряд при механично натоварване и са едни от най-използваните за измерване нивото на вибрации. При ускорение те генерират електрическо напрежение, но без да променят съпротивлението си. Това се дължи на използването на специален елемент за датчиците, който генерира електрически заряд при деформиране. Такъв е например оловният цирконат титанат PZL (Plumbum Zirconate-Titanate) - пиезоелектричен керамичен материал с кристална структура. Този вид акселерометри са с висока чувствителност и точност. Изходният сигнал обикновено се усилва. Използват се за прецизни сеизмични изследвания, при краш-тестове и дори при разрушителни изпитвания. Именно уредите оттози вид са залегнали в системите за мониторинг на отговорни инженерни съоръжения. Примерно описание на акселерометър Уредътможе да е електромеханичен, триаксиален, конструиран като пакет сензори и проектиран за наблюдение на земетресения и явления, изискващи високочувствителни и здрави сензори, но поддръжката да е минимална, а периодичното тестване да се извършва по прост и лесен метод. Масата на движещата се бобина с окачване подобрява съотношението сигнал/шум. Магнитната система и капацитивните датчици за положение осигуряват симетрични контроли за точното електронно центриране на масата. В покой механизмът е в равновесие и не се генерира електрическа мощност. Ако възникне движение в земната кора или в изследваната строителна конструкция, тогава се създава електрическа мощност, пропорционална на тока, който е използван за поддържане на масата центрирана. Това е изходният сигнал, който е калибриран така, че да осигурява максимална точност при възможно най-ниско ниво на шум. Дори при тежки условия мащабирането и калибрирането се запазват, благодарение на интегрирането на системата за симетрично позициониране с принципа за баланс на силата. Поведението/реакцията на правия ток (DC response) позволява сензорът лесно да се тества, калибрира и поправя, и то на място. Много удобно за потребителя е наличието на електронни функции за регулиране на преместването, защото с тях инсталирането е улеснено, не е нужно механично регулиране и прецизно нивелиране. Захранването може да става от източник за прав ток от 9,5 до 18V. Входната мощност е изолирана от електронните сензори. Така се избягва необходимостта от заземителни контури и се намалява шума, индуциран през захранването. Аналоговият акселерометър става още по-удобен, ако е с цифров интерфейс, съвместим с подходящите записващи устройства. Къде и защо се поставят акселерометрите? Инсталират се директно върху наблюдаваните обекти, което им позволява да преобразуват енергията от вибрациите в електрически сигнал, пропорционален на моментното ускорение на обекта. Местата трябва да бъдат указани в проектната документация.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==