CURS TEHNICI DE MASURARE IN DOMENIU M3 - Modulul 5

Fig. 3.63. Schema principială a unui captor piezoelectric funcţionând prin
compresiune: 1 - carcasă; 2 - masă inertă; 3 - resort; 4 - pastile de cristale
piezoelectrice; 5 - borne de ieşire; 6 - baza accelerometrului.
Captorii piezoelectrici pot funcţiona prin compresiune, forfecare sau încovoiere.
Cei mai uzuali sunt captorii piezoelectrici care funcţionează prin compresiune şi forfecare.
Schema principală a unui captor piezoelectric, funcţionând prin compresiune, este prezentată în
figura 3.63.
Pe cele două discuri din cristale piezoelectrice este aşezată o masă grea, întregul sistem
fiind preîncărcat cu ajutorul unui resort rigid şi montat pe o bază masivă. Când captorul este
supus vibraţiilor, masa va exercita asupra cristalelor o forţă variabilă, proporţională cu
acceleraţia. Datorită efectului piezoelectric, între cele două discuri va apărea o tensiune variabilă,
proporţională cu forţa perturbatoare, implicit cu acceleraţia.
Caracteristicile accelerometrelor
Accelerometrele sunt de tip monoaxial, adică sunt mijloace de măsurare care pot determina
valoarea acceleraţiei doar pe o singură axă. Axa de măsurare este perpendiculară pe suprafaţa de
montare a accelerometrului.
Accelerometrele care au trei axe de măsurare, conţin trei elemente seismice monoaxiale, care
sunt montate pe trei direcţii perpendiculare între ele. La acest tip de aparate, există trei ieşiri
electrice independente. Ele se folosesc în cazul în care este necesară măsurarea acceleraţiei pe trei
direcţii, deoarece aparatul asigură o ortogonalitate mai bună decât trei accele-rometre montate
monoaxial pe fiecare direcţie.
Caracteristicile accelerometrelor pot fi:
• fizice - forma, dimensiunile, masa şi frecvenţa;
• electrice - raportul de amplificare şi sensibilitate.
Accelerometrele au, în general, formă cilindrică. Ele sunt prevăzute cu şuruburi pentru
montare, aşezate la baza accelerometrului.
Masa accelerometrelor este relativ redusă, fiind cuprinsă între 0 şi 60 de grame. În general,
pentru un accelerometru cu dimensiune mai mare, sensibilitatea este mai mare, iar frecvenţa de
rezonanţă este mai mică. Cele mai mici accelerometre au diametrul de 6 mm şi înălţimea de 6
mm, iar cele mai mari au diametrul de 50 mm şi înălţimea de 50 mm.
Pentru măsurarea vibraţiilor cu precizie crescută este necesar să se folosească
accelerometre cu sensibilitate mare, cu gamă mare de frecvenţe şi cu greutate mică.
Trebuie ţinut seama de faptul că accelerometrele cu sensibilitate mare sunt în general mai
grele.
Alegerea accelerometrelor se face ţinând seama de următoarele criterii:
• precizia măsurătorilor este afectată de greutatea crescută a accelerometrului;
• gama de frecvenţă care trebuie măsurată trebuie să fie compatibilă cu gama de frecvenţă a
accelerometrului;
• gama dinamică a accelerometrului trebuie să fie adecvată măsurătorilor care vor fi
efectuate; accelerometrele pentru şocuri vor fi alese din gama pentru niveluri înalte ale
semnalelor, iar accelerometrele sensibile, pentru niveluri slabe ale semnalelor;
• depăşirea temperaturii maxime de funcţionare a accelerometrului produce depolarizarea
cristalului piezoelectric, deci pierderea sensibilităţii;
Curs TEHNICI DE MĂSURARE ÎN DOMENIU Scanat de Ungureanu Marin 51