Perguntas sobre Design de Acelerômetros

Cinco perguntas sobre medições acima de 50 g

TREND REPORT

Para pesquisar, desenvolver e testar produtos em ambientes severos e complexos, os acelerômetros podem fornecer dados inestimáveis. Em algumas indústrias, no entanto, pode haver desafios ao coletar esses dados — especialmente quando se mede a uma alta força G. E uma vez que a precisão determina a aplicação de um acelerômetro, é recomendável considerar o que contribui para esses desafios antes de decidir quais acelerômetros você usará.

Qual é o alcance dinâmico que você espera medir ou testar?

PERGUNTA 1

Os resultados de testes de alta força G podem ser difíceis de prever — e a determinação do alcance necessário em larga escala do sensor pode exigir uma consideração detalhada.

Ao usar um acelerômetro, é desejável deixar uma margem suficiente para garantir que os resultados do teste sejam utilizáveis e a faixa de medição não exceda a saída FS do acelerômetro. Se você não fizer isso, e se a força G for maior do que os limites superiores do acelerômetro, o sinal pode ser cortado e os resultados do teste inutilizados.

Com os padrões de práticas recomendadas, é aconselhável planejar que os resultados fiquem entre 30-40% do intervalo em escala total do dispositivo, e nunca menos de 10%.

Se for muito baixo, a resolução da medição pode ser comprometida.

Qual é a largura de banda da medição?

PERGUNTA 2

A largura de banda da medição escolhida dependerá de vários fatores, especificamente o tipo de teste e a superfície de impacto.

Se você for medir uma queda em um pouso suave, por exemplo, uma largura de banda estreita pode ser adequada. Porém, para medir picos de G em testes de alto impacto, como testes de munições e de impactos automotivos, você precisa de uma largura de banda mais ampla.

E é aí que a superfície de impacto começa a ter uma função: impactos severos, de alto choque e metal-metal podem causar quebras nos acelerômetros de largura de banda mais ampla devido à ressonância.

Para combater esse problema, um acelerômetro amortecido pode ser usado para evitar oscilações e fornecer medições precisas.

Como o sensor será montado durante os testes?

PERGUNTA 3

Conforme mencionado acima, conhecer a aplicação é útil para determinar o tipo de acelerômetro necessário. Porém, também é importante saber como você instalará o acelerômetro e onde o colocará.

Essas perguntas de "como" e "onde" ajudam a esclarecer considerações sobre as condições de construção e teste de design.

Para obter os melhores resultados, os acelerômetros devem ser montados rigidamente no aparelho. Embora existam alguns materiais como o cianoacrilato, que podem ser usados para aderir um acelerômetro a um dispositivo, a maioria dos epóxis e colas devem ser evitados, já que atuam como agentes de amortecimento extra, absorvendo energia antes ela que possa ser registrada pelo acelerômetro.

Esse tipo de "amortecimento" leva a resultados de testes imprecisos.

Em que condições você realizará o teste?

PERGUNTA 4

Todos os acelerômetros são compensados até uma certa tolerância do intervalo de temperatura. Portanto, você deve conhecer as condições do teste para obter uma leitura precisa.

Porém, não é só a temperatura ambiente que é importante. Há também a temperatura do dispositivo no qual o acelerômetro é montado e quaisquer outras condições ambientais envolvidas.

Condições como umidade, neve, altitude e submersão subaquática podem ter um papel na determinação de qual tipo de acelerômetro se sustentará melhor sob as condições às quais será exposto.

Embora não esteja relacionada ao clima, outra consideração é a interferência eletromagnética (EMI). Ela é particularmente relevante ao montar, por exemplo, grandes motores em instalações industriais e em aplicações de corrida de Fórmula 1.

Para proteção contra a EMI, os acelerômetros podem ser protegidos com supressores de tensão e blindagem interna.

Independentemente das condições, identificar e escolher o acelerômetro com o melhor desempenho nessas condições é importante. O motivo é que, nessa situação, o risco não é ter resultados imprecisos, e sim uma falha do dispositivo.

De que parâmetro de medição você precisa?

PERGUNTA 5

Embora a função do acelerômetro seja medir a aceleração em forças G, ele também pode ser usado para determinar velocidade e deslocamento.

Se você pretende medir qualquer um desses pontos de dados, precisará de um dispositivo CC.

Embora alguns acreditem que acelerômetros piezoelétricos podem ser usados para determinar velocidade e deslocamento, vários estudos provaram que isso não é verdade. O motivo são as características inerentes do cristal piezoelétrico e a quantidade de tempo que ele requer para retornar a uma verdadeira leitura "0".

Os acelerômetros piezoelétricos podem ser usados para determinar a aceleração de pico; no entanto, a mudança zero inerente causada pelo cristal piezoelétrico leva a resultados imprecisos de velocidade e deslocamento se alguma integração for realizada nos dados de saída.

Conclusão

Em altas forças G, a coleta de dados para pesquisa, desenvolvimento e testes apresenta desafios singulares.

Se você está planejando usar acelerômetros no laboratório (para medições de teste de choque, impacto ou queda) ou no campo (para medições de equipamentos de construção ou exploração, testes de colisão automotiva ou outras aplicações), essas perguntas garantem que seus resultados sejam precisos, repetitivos e lineares.