Preguntas sobre las características del acelerómetro

sensor de acelerómetro en fibra de carbono

Cinco preguntas a considerar en mediciones de más de 50 g

INFORME DE TENDENCIAS

Cuando se trata de investigar, desarrollar y probar productos en entornos hostiles y complejos, los acelerómetros pueden proporcionar datos incalculables. En algunas industrias, sin embargo, puede haber desafíos para recopilar esos datos, especialmente cuando se mide a una fuerza g alta. Y puesto que la aplicación de un acelerómetro depende de su precisión, antes de decidir qué acelerómetro se utilizará, sugerimos consideres lo qué contribuye a dichas dificultades.

¿Cuál es el rango dinámico previsto que se va a medir o probar?

PREGUNTA 1

Los resultados de las pruebas con fuerza g elevada son difíciles de predecir y se debe determinar el requerido rango total del sensor con mucho cuidado.

Al usar un acelerómetro se debe contar con un margen suficiente que garantice que los resultados de la prueba sean aplicables y que el rango de medición no exceda la salida total del acelerómetro. De no ser así, y si la fuerza g sobrepasa los límites superiores del acelerómetro, la señal podría cortarse y hacer que los resultados sean nulos.

Según las mejores prácticas, los resultados deberán situarse entre el 30 % y el 40 % de rango máximo del dispositivo y nunca por debajo del 10 %.

Si se encuentran en un rango demasiado bajo, la resolución de la medición podría comprometerse.

¿Cuál es el ancho de banda de la medición?

PREGUNTA 2

El ancho de banda de medición que se elija dependerá de muchos factores, específicamente el tipo de prueba y la superficie de impacto.

Si el objetivo es medir la caída en un aterrizaje suave, por ejemplo, podría ser adecuado un ancho de banda estrecho. Pero si el objetivo es medir los valores máximos de la fuerza g en pruebas de alto impacto, como municiones y accidentes automovilísticos, se necesitará un ancho de banda más amplio.

Y es entonces que la superficie de impacto empieza a desempeñar un papel importante: si los choques de metal contra metal de alto impacto son lo suficientemente severos, pueden hacer que los acelerómetros de más ancho de banda se rompan por la resonancia.

Para combatir este problema, se puede utilizar un acelerómetro amortiguado que evite el ruido y proporcione mediciones precisas.

¿Cómo se montará el sensor durante las pruebas?

PREGUNTA 3

Como se mencionó anteriormente, para determinar el tipo de acelerómetro se necesita conocer la aplicación. Pero también es importante saber cómo se instalará y dónde se colocará.

Con estas preguntas sobre cómo y dónde, se determinan los aspectos a considerar sobre las condiciones de diseño, de manufactura y de pruebas.

Para obtener los mejores resultados, los acelerómetros deben montarse rígidamente en el aparato. Y a pesar de que algunos materiales, como el cianoacrilato, pueden usarse para fijar un acelerómetro a un dispositivo, deben evitarse la mayoría de los epoxis y pegamentos, ya que serán agentes amortiguadores adicionales y absorberán la energía antes de que el acelerómetro la registre.

Ese tipo de colchón causará resultados inexactos en las pruebas.

¿En qué condiciones se realizará la prueba?

PREGUNTA 4

Todos los acelerómetros están compensados con cierta tolerancia de rango de temperatura, por lo que se deberá conocer las condiciones de prueba para una lectura precisa.

Pero no es solo la temperatura ambiente lo que es importante. También es la temperatura del dispositivo en el que se monta el acelerómetro, así como cualquier otra condición ambiental que pueda estar en juego.

Las condiciones como la humedad, la nieve, la altitud y la inmersión pueden desempeñar un papel importante al determinar qué tipo de acelerómetro resistirá mejor las condiciones a las que estará expuesto.

Aunque no está relacionada con el clima, otro aspecto a considerar es la interferencia electromagnética (EMI). Esto es particularmente relevante en el montaje, por ejemplo, en grandes motores en plantas industriales y en aplicaciones de carreras de Fórmula 1.

Para evitar las interferencias electromagnéticas, los acelerómetros pueden protegerse con supresores de voltaje y apantallamiento interno.

Independientemente de las condiciones, es importante conocerlas y elegir el acelerómetro que funcione mejor en ellas. Porque, en esta situación, el riesgo que se corre no son los resultados inexactos, sino que falle el aparato.

¿Qué parámetro de medición necesita?

PREGUNTA 5

Si bien la función de un acelerómetro es medir la aceleración en fuerzas g, también se puede usar para determinar la velocidad y el desplazamiento.

Si el objetivo es medir cualquiera de esos datos, se necesitará un dispositivo de CC.

A pesar de que algunos creen que los acelerómetros piezoeléctricos se pueden usar para determinar la velocidad y el desplazamiento, varios estudios han demostrado lo contrario. La razón son las características inherentes del cristal piezoeléctrico y la cantidad de tiempo que requiere para volver a una lectura 0 real.

Los acelerómetros piezoeléctricos se utilizan para determinar la aceleración máxima, sin embargo, el desplazamiento cero inherente causado por el cristal PZT conducirá a resultados de velocidad y desplazamiento inexactos si se realiza alguna integración en los datos de salida.

Conclusión

La recopilación de datos para la investigación, el desarrollo y las pruebas presenta sus propios retos en la presencia de fuerzas g elevadas.

Ya sea que se planee utilizar acelerómetros en un laboratorio (para mediciones de prueba de choque, impacto o caída) o en el campo (para medir equipos de construcción, de registro, pruebas de choque u otras aplicaciones), las respuestas a estas preguntas lo orientarán para que los resultados sean precisos, repetibles y lineales.