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Ein piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer besteht aus Sensorgehäuse, piezoelektrischem Messelement sowie seismischer Masse. Ursprünglich baute Kistler jeden Beschleunigungsaufnehmer nach dem Kompressionsprinzip, bei dem das Messelement aus Quarz für den Longitudinalschnitt zwischen Basis und seismischer Masse vorgespannt ist. Weil diese seismische Masse konstant ist, entspricht die auf das Messelement wirkende Kraft nach dem zweiten newtonschen Gesetz (F = m•a) der Beschleunigung. Der Quarz gibt eine elektrische Ladung ab, die zur Kraft und damit zur Beschleunigung proportional ist. Ein piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer ist in der Regel AC-gekoppelt und eignet sich nicht, um statische Beschleunigungen, etwa in einer Zentrifuge, zu messen. Kistler hat darum den K-Beam-Beschleunigungsaufnehmer mit einem kapazitiven Messelement aus Silizium entwickelt, um wirklich statische Beschleunigungen zu messen. Der Beschleunigungsaufnehmer nach dem Kompressionsprinzip hat sich dank Langzeitstabilität, geringer Masse, grosser Steifigkeit und damit hoher Eigenfrequenz ausgezeichnet. Trotzdem hat Kistler einen neuen Beschleunigungsaufnehmer entwickelt, der für den Schubeffekt Quarzmesselemente verwendet. Diese Elemente sind nur empfindlich auf Schubkraft, aber nicht auf normalen Druck auf ihre schubempfindlichen Achsen. Ausserdem gibt der Schubquarz eine doppelt so starke elektrische Ladung ab wie der Longitudinal- oder Kompressionsquarz. So lassen sich kleinere seismische Systeme und damit auch ein kleinerer und leichterer Beschleunigungsaufnehmer bauen. Auch bei diesem piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer gibt das Messelement eine elektrische Ladung ab, die zur Kraft und damit zur Beschleunigung proportional ist. Typische Anwendungen für den Beschleunigungsaufnehmer:- Vibrationsüberwachung von rotierenden Maschinen wie Pumpen oder Turbinen
- Modalanalyse bei der Fahr- und Flugzeugentwicklung
- Schockmessung bei Crash-Versuchen
- seismische Messungen im Tunnelbau
- Werkzeugmaschinenüberwachung sowie
allgemeine Vibrationsmessung im Labor
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