Accelerometro piezoelettrico

Principio di funzionamento, modalità IEPE e charge mode, criteri di impiego nella misura dinamica.

Un accelerometro piezoelettrico è un sensore che misura accelerazioni dinamiche, come vibrazioni e urti, sfruttando la proprietà di alcuni cristalli di generare una carica elettrica quando vengono sollecitati meccanicamente. Una massa interna, sottoposta ad accelerazione, esercita una forza sull'elemento piezoelettrico che produce un segnale proporzionale all'accelerazione. È la tecnologia più diffusa nella misura dinamica su ampia banda di frequenza, perché unisce robustezza, ampio campo di misura e assenza di parti in movimento. Non misura invece l'accelerazione statica, caratteristica che lo distingue dalle tecnologie capacitive.

Come funziona la trasduzione piezoelettrica

Il cuore del sensore è un cristallo piezoelettrico, in materiale ceramico o quarzo, disposto in configurazione a compressione o a taglio. Quando il sensore è sottoposto ad accelerazione, la massa sismica interna sollecita il cristallo, che genera una carica elettrica proporzionale alla forza applicata. Questa carica viene poi convertita in un segnale in tensione utilizzabile dalla catena di misura. L'assenza di alimentazione esterna dell'elemento sensibile e la rigidità del cristallo rendono questa tecnologia adatta a misurare fenomeni rapidi e ad ampia dinamica.

Accelerometro IEPE e charge mode

Esistono due modalità costruttive. L'accelerometro IEPE integra l'elettronica di condizionamento all'interno del sensore e fornisce un segnale in tensione a bassa impedenza, immune al rumore e adatto a cavi lunghi, compatibile con la maggior parte degli acquisitori. L'accelerometro in charge mode non contiene elettronica interna e invia direttamente la carica del cristallo a un amplificatore esterno. Quest'ultima soluzione, priva di componenti elettronici nel sensore, sopporta temperature molto più elevate, motivo per cui viene scelta negli ambienti più caldi.

Quando si utilizza un accelerometro piezoelettrico

L'accelerometro piezoelettrico è la scelta di riferimento quando occorre misurare vibrazioni e urti su una banda di frequenza ampia, dalle prove di laboratorio al monitoraggio dei macchinari. È particolarmente adatto ai fenomeni dinamici e transitori, dove la rapidità di risposta e l'ampio campo di misura sono determinanti. Non è invece indicato per misurare accelerazioni statiche o variazioni a frequenza nulla, dove si ricorre ad altre tecnologie. La scelta tra modalità IEPE e charge mode dipende soprattutto dalla temperatura di esercizio e dalla catena di misura disponibile.

La scelta dell'accelerometro piezoelettrico più adatto dipende da campo di misura, banda di frequenza, temperatura di esercizio e modalità di condizionamento del segnale. I nostri ingegneri ti affiancano nella selezione del sensore corretto per la tua applicazione di misura dinamica.

FAQ

Un accelerometro IEPE integra l'elettronica di condizionamento nel sensore e fornisce un segnale in tensione a bassa impedenza, immune al rumore e adatto a cavi lunghi. Un accelerometro in charge mode non ha elettronica interna e invia la carica del cristallo a un amplificatore esterno, sopportando temperature più elevate. La scelta dipende soprattutto dalla temperatura di esercizio e dalla catena di misura disponibile.

Un accelerometro piezoelettrico non misura l'accelerazione statica perché il cristallo genera una carica solo quando la sollecitazione varia nel tempo. In presenza di un'accelerazione costante la carica si dissipa e il segnale torna a zero. Per questo la tecnologia piezoelettrica è adatta ai fenomeni dinamici come vibrazioni e urti, ma non alla misura di accelerazioni a frequenza nulla.

Un accelerometro piezoelettrico misura fenomeni dinamici su un'ampia banda di frequenza ma non rileva l'accelerazione statica. Un accelerometro MEMS, basato sul principio capacitivo, misura anche le frequenze fino alla continua, risultando adatto a inclinazioni e movimenti lenti. Il piezoelettrico è preferito per vibrazioni e urti rapidi, il MEMS per misure a bassissima frequenza e formati compatti.

Ottieni informazioni

Per maggiori informazioni sui nostri prodotti e servizi, compila il form di contatto.
Ti risponderemo al più presto.

Contattaci