MEMS-Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität
MEMS-Beschleunigungsmesser mit variabler Kapazität (VC MEMS) sind Gleichstromsensoren zur Messung niederfrequenter Schwingungen, Bewegungen (konstante Beschleunigung) und Neigungen. Die MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical Systems) ist das Rückgrat der VC-Beschleunigungsmesser. Die Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität von PCB & Endevco nutzen die MEMS-Technologie, um genaue Messungen in einem leichten Gehäuse zu ermöglichen. Wir bieten sowohl einachsige als auch triaxiale Optionen für eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen an.
Überblick über Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität
Ein grundlegendes Verständnis von Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität (VC) ist wichtig, um die fortschrittliche Technologie hinter diesen Sensoren zu verstehen.
Verständnis von variabler Kapazität und Beschleunigungsaufnehmern
Herkömmliche piezoelektrische Beschleunigungssensoren messen Ladungsänderungen, während Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität die Eigenschaften eines Kondensators mit gegenüberliegenden Platten nutzen, bei dem der Abstand zwischen den Platten proportional zur angelegten Beschleunigung variiert und damit die Kapazität verändert. Diese Variable wird in einer Schaltung verwendet, um letztlich ein Spannungssignal zu liefern, das proportional zur Beschleunigung ist. Kapazitive Beschleunigungsmesser sind in der Lage, sowohl konstante als auch langsame transiente und periodische Beschleunigungen zu messen.
Eigenschaften wie Frequenzgang, Empfindlichkeit und Dämpfung sorgen dafür, dass diese Beschleunigungsaufnehmer auch bei niedrigen Frequenzen effizient arbeiten.
Messung der Beschleunigung mit variabler Kapazität
Und so funktioniert es: Der Sensor erkennt Änderungen der Kapazität, die durch Bewegung verursacht werden. Wenn Ihr Gerät eine Beschleunigung erfährt, bewegt sich die Masse im Inneren des Beschleunigungsmessers. Durch diese Bewegung ändert sich die Kapazität zwischen den internen Platten. Die Sensoren wandeln diese winzigen Änderungen dann in ein elektrisches Signal um, das die Beschleunigung widerspiegelt.
Eine hohe Empfindlichkeit gegenüber kleinen Kapazitätsänderungen ist für präzise Messungen unerlässlich. Beschleunigungssensoren mit variabler Kapazität zeichnen sich in diesem Bereich aus und bieten selbst bei der Erkennung winziger Änderungen eine robuste Leistung. Die Messbereiche können je nach den physikalischen Parametern der Konstruktion und den Anforderungen der Anwendung sehr unterschiedlich sein.
Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) Technologie
Die MEMS-Fertigung ermöglicht die Herstellung extrem kleiner, robuster und hochempfindlicher Sensoren, die sich nahtlos in verschiedene Geräte integrieren lassen.
Die MEMS-Beschleunigungssensoren von VC nutzen Mikrofabrikationstechniken, die die Herstellung von Sensoren im mikroskopischen Maßstab ermöglichen. Diese Miniaturisierung verbessert die Empfindlichkeit und Leistung der Beschleunigungssensoren und macht sie ideal für Anwendungen, die kompakte und leichte Sensoren erfordern. Während des Herstellungsprozesses wird eine Gasdämpfung hinzugefügt, um die Robustheit und Zuverlässigkeit dieser Beschleunigungssensoren zu verbessern und eine gleichbleibende Leistung auch in anspruchsvollen Umgebungen zu gewährleisten.
Weitere Informationen finden Sie in unserer Einführung in MEMS-Beschleunigungssensoren.
Vorteile von Beschleunigungsmessern mit variabler Kapazität
Jede Technologie hat ihre Stärken und Schwächen. Wenn Sie die Vorteile und Grenzen kennen, können Sie fundierte Entscheidungen über den Einsatz von VC MEMS in Ihren Testanwendungen treffen.
Vorteile von Beschleunigungsaufnehmern mit variabler Kapazität
VC-Beschleunigungssensoren sind in der Regel mit viel höheren Empfindlichkeiten erhältlich als viele andere Beschleunigungssensoren. VC-Beschleunigungssensoren eignen sich ideal für die Messung niederfrequenter, niedriger Beschleunigungen (einer Flugzeugtragfläche, der Bewegung eines Autos oder des windinduzierten Schwankens eines Wolkenkratzers). Endevco VC-Beschleunigungsmesser eignen sich besonders gut für die Messung niedriger Beschleunigungen vor oder nach einem heftigen Stoßereignis (Messung niedriger Vibrationen an einer Trägerrakete, nachdem sie den Start überstanden hat, oder der Beschleunigung eines Fahrzeugs vor dem Aufprall bei einem Crash-Sicherheitstest).
Sie sind am besten für niederfrequente Schwingungen von 2 bis 200 g und von DC (0 Hz) bis 1000 Hz geeignet. Die Geräte mit dem niedrigsten g-Bereich können auch zur Messung des Neigungswinkels verwendet werden.
Beschränkungen von Beschleunigungsmessern mit variabler Kapazität
VC-Beschleunigungsmesser können recht empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren. Der Endevco 7290G wurde jedoch speziell entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Die hochmoderne digitale Temperaturkompensationselektronik sorgt für eine präzise Kompensation über einen großen Temperaturbereich. Die Verwendung von Gasdämpfung führt zu sehr geringen thermisch bedingten Änderungen im Frequenzgang.
Aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit sollten VC-Beschleunigungsmesser häufiger rekalibriert werden, um sicherzustellen, dass sie auch nach intensiver Nutzung noch innerhalb ihrer Betriebsspezifikationen liegen. Wir bieten einen umfassenden Service zur regelmäßigen Rekalibrierung der Sensoren und zur Aufrechterhaltung eines hohen Präzisions- und Genauigkeitsniveaus gemäß ISO17025.
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