Beschleunigungsmesser mit Dreileiter – Modell 805M1 TO-5

In den Datenblättern der Modelle 832 und 834 ist ein Betriebstemperaturbereich von –40 °C bis +125 °C angegeben. Der untere Grenzwert von –40 °C ist nicht niedrig genug; wir müssen bis zu –55 °C messen können. Wie lautet Ihre Empfehlung, um diese Anforderung zu erfüllen?

Wir haben die Vorspannung bei –55 °C getestet. Testergebnis der 832-0500 DC-Vorspannung bei geänderter Temperatur wird unten angegeben, DC-Vorspannung ändert sich um 0,5 % bei –55 °C im Vergleich zu 25 °C:

Die Gesamtstromversorgung beträgt 4,1 µA bei –55 °C, was immer noch innerhalb der Spezifikation liegt. Für den kontinuierlichen Einsatz bis –55 °C sind jedoch die Modelle 832M1 und 834M1 zu empfehlen.

Haben Sie weitere Informationen zur Montage der Modelle 832 und 834 auf einer Leiterplatte? Unsere Abteilung zur Leiterplattenmontage ist ein wenig besorgt über das manuelle Löten dieser Komponente. Auf Ihrem Datenblatt steht, dass beim Beschleunigungsmesser bei hoher Temperatur kein Reflow-Lötprozess möglich ist und ein manuelles Löten empfohlen wird. Ich dachte, dass Sie möglicherweise weitere Erklärungen zu dieser Aussage abgeben können.

Der Grund für die Vorsicht ist das mögliche Risiko einer Empfindlichkeitsverschiebung in der Leistung nach dem Reflow-Löten. Die Einheiten werden den Reflow-Lötprozess überstehen. Wir warnen vor diesem Prozess, da wir nach dem Reflow-Löten einen Empfindlichkeitsabfall von 1–2 % beobachtet haben. Für unser Reflow-Profil haben wir eine Spitzentemperatur von +250 °C, da wir bleifreies Lötzinn verwenden, um die RoHS-Konformität zu erfüllen. Ein niedrigeres Reflow-Profil kann zu einer vernachlässigbaren Empfindlichkeitsverschiebung führen. Wenn Sie verbleites Lötzinn wie Sn63 oder Sn62 (183 °C bzw. 179 °C eutektisch) verwenden können, darf die maximale Reflow-Temperatur +210 °C (max. 60 Sekunden) nicht überschreiten. Dies sollte dann das Reflow-Löten ermöglichen.

Wir überziehen unsere Leiterplatten zum Schutz der Schaltkreise im Allgemeinen mit einer konformen Beschichtung. Gibt es Bedenken hinsichtlich der Schutzbeschichtung (810M1, 820M1, 832M1, 834M1)?

Nein, bei der Schutzbeschichtung gibt es keine Bedenken. Das seismische Massensystem und die Elektronik sind alle unter der Abdeckung hermetisch abgedichtet.

Können wir die Leiterplatten nach der Schutzbeschichtung (810M1, 820M1, 832M1, 834M1) brennen?
Ja. Es wird kein Problem geben, wenn das Modell 832M1 über Nacht bei +93 °C gebrannt wird. Wir brennen die Einheiten während der Herstellung 24 Stunden lang bei +121 °C.

Nur zur Klärung: Wird die Versorgungsspannung des Beschleunigungsmessers bei 0 g Leistung halbiert? Wenn wir also eine negative Beschleunigung haben, nähern wir uns 0, aber es gibt keinen negativen Wert?
Ja, das ist richtig. Die Leistung wird nominal +/–1,25 V um die Vorspannung pendeln. Für einen Beschleunigungsmesser mit einem Bereich von +/–100 g mit einer 3,3-V-Erregung (Vorspannung bei 1,65 V) ist die Leistung nominal 0,4 V bis 2,9 V.

Kann TE Connectivity eine höhere Temperaturversion der Modelle 832M1 und 834M1 bereitstellen?
Ja, wir können eine höhere Temperaturversion erstellen, die von –40 °C bis +150 °C arbeitet; jedoch beträgt der Stromverbrauch 60 µA. Die Modellnummern lauten 832HT und 834HT.

 
Wenn ich Struktur-Epoxidharz am Rand verwende, um den Vibrationssensor auf der Leiterplatte zu verstärken (nach dem Löten), beeinflusst dies die Vibrationsreaktion des Sensors? Gibt es eine Verstärkungstechnik, die Sie empfehlen würden?
Nein, dies hat keinen Einfluss auf die Reaktion des Sensors und es wird in der Tat empfohlen, den Sensoranschluss nach dem Löten zu verstärken. In der Regel empfehlen wir dem Kunden, einen Cyanacrylat-Klebstoff mit niedriger Viskosität (wie Loctite 4501) zu verwenden und das Epoxidharz unterhalb des Beschleunigungsmessers anzubringen, um die Lücke zur Leiterplatte zu schließen.

Welche Montagetechniken und Materialien werden empfohlen, um den bestmöglichen Hochfrequenzgang für die auf der Leiterplatte zu montierenden Beschleunigungsmesser (810M1, 820M1, 832M1, 834M1) zu erreichen?
Um den besten Frequenzgang zu erreichen, empfehlen wir, den Beschleunigungsmesser direkt an die zu messende Struktur zu montieren. Ein Klebstoff kann verwendet werden, um den Beschleunigungsmesser zu befestigen. Treffen Sie Vorkehrungen, um die Ausgangspads unter der Platine nicht kurzzuschließen. Ein guter Frequenzgang kann auch durch Montieren des Beschleunigungsmessers auf einer Keramik‑ oder Hybrid-Leiterplatte erreicht werden. FR4-Leiterplatten sollten bei Anwendungen vermieden werden, die eine Breitbandmessung erfordern, da das FR4-Material Ihrem Messsystem eine Resonanz verleihen kann. Wenn Sie Kabel an die Ausgangspads anschließen, müssen diese in regelmäßigen Abständen ordnungsgemäß gesichert/verankert werden, um die Kabelbewegung zu minimieren, die dem Ausgangssignal Rauschen und Resonanzen hinzufügen kann.

Wie ist die Materialzusammensetzung der Beschichtung auf den Lötpads der Beschleunigungsmesser der Modelle 832 und 834?
Die Leiterplattenspuren sind mit Nickel und Gold plattiertes Titan-Wolfram. Min. 1,27 µm Au (99,9 % reines Gold pro MIL-G-45204, Typ III, Grad A) über 1,27–8,89 µm Ni (pro AMS-QQ-N-290, Klasse I).

Welchen Wert sollte der Sperrkondensator im Erregungsstromkreis der IEPE-Beschleunigungsmesser 805 und 808 verwenden?
Es wird ein Kondensatorwert von 10 μF empfohlen.

Können die Modelle 805 und 808 direkt mit Epoxid auf die Messfläche montiert werden?
Das Außengehäuse der Beschleunigungsmesser der Modelle 805 und 808 ist mit Schaltungsmasse verbunden. Wenn die Montagefläche nicht leitend ist, treten keine Probleme auf. Wenn die Montagefläche jedoch leitfähig ist, muss darauf geachtet werden, dass in Ihrer Installation keine Erdungsschleifen vorhanden sind. Es wird empfohlen, den optionalen isolierenden Montagefall zu verwenden, der unten für solche Installationen dargestellt wird, um Erdungsstörungen zu vermeiden.

Ihr Datenblatt für die Beschleunigungsmesser der Modelle 832 und 834 zeigt einen Erregerspannungsbereich von 3,3 bis 5,5 V DC an. Können die Beschleunigungsmesser mit einer niedrigeren Erregerspannung verwendet werden?
Unsere Ingenieure haben bestätigt, dass diese Beschleunigungsmesser mit einer minimalen Erregerspannung von 2,7 V DC verwendet werden können. Wir haben 3,3 V in unserem Datenblatt angegeben, um uns eine gewisse Marge zu geben. Wir haben auch bestätigt, dass wir zuvor einen Signalaufwärmtest mit unseren Beschleunigungsmessern durchgeführt hatten. Das Signal konvergierte bei 30 ms zu 98 % seines Endwerts. Es gab kein Überschwingen. Es war typisch für eine einpolige Ansprechcharakteristik, die durch ihre Filterung bestimmt wurde ... 95 % (drei Zeitkonstanten sind verstrichen).

In Bezug auf die obigen Fragen: Wie beeinflusst die niedrigere Erregerspannung den gesamten Messbereich?
Obwohl die Beschleunigungsmesser der Serie 832 und 834 für eine optimale Leistung mit 3,3 V DC betrieben werden, können die Beschleunigungsmesser auch mit Erregerspannungen (ExcV) von 2,7 bis 5,5 V DC betrieben werden. Andere Erregerspannungen als 3,3 V DC beeinflussen jedoch den gesamten Skalenbereich des Beschleunigungsmessers, da die Vorspannung eine Funktion der Erregerspannung ist.
Die folgende Formel kann verwendet werden, um den vollen Skalenbereich des Beschleunigungsmessers zu berechnen, wenn andere Erregerspannungen als 3,3 V DC verwendet werden.
Vollständiger Skalenbereich (g) = [ExcV – 0,3 V ‑ (ExcV / 2)] / Empfindlichkeit (V/g)
Beispiel; ein Modell 832-0200 mit Z-Achsen-Empfindlichkeit von 6,41 mV/g und 2,8 V DC Erregung
Vollständiger Skalenbereich = [2,8 V – 0,3 V ‑ (2,8 V / 2)] / 0,00641 V/g = 172 g