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PCB Synotech Blog

Einfluss des Temperaturkoeffizienten

03.07.2019 - News, Technik

ICP®/IEPE-Beschleunigungssensoren mit niedrigem Temperaturkoeffizienten liefern präzise Amplitudendaten von Messungen mit großen thermischen Veränderungen, wie beispielsweise in der Analyse von Antriebssträngen und der Erfassung von Motortestdaten.

PCB Piezotronics, Inc. ist Hersteller einer Reihe von ein- und dreiachsigen ICP®/IEPE-Beschleunigungssensoren mit einem sehr niedrigen Temperaturkoeffizienten. Der Temperaturkoeffizient ist die prozentuale Änderung der Empfindlichkeit eines Sensors pro Grad Temperaturänderung in %/°C. Dank der besonderen Eigenschaften der Sensoren entsteht so eine nur sehr geringe Änderung ihrer Empfindlichkeit über einen großen Temperaturbereich, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen große Temperaturschwankungen auftreten.

Häufig wird ein Fahrzeug oder Prüfling instrumentiert und bei Raumtemperatur kalibriert. Die Messdaten müssen jedoch bei extremen Temperaturen – wie sie im Winter oder in der Wüste herrschen – entweder in einer Klimakammer oder im Feld gesammelt werden. Bei solch extremen Temperaturänderungen bleiben thermische Einflüsse auf die Sensoren und die Sensorelemente nicht aus. Die Beschleunigungssensoren mit niedrigem Temperaturkoeffizienten (LTC = Low Temperature Coefficient) von PCB® wurden entwickelt, um dieses Problem zu lösen.

LTC-Beschleunigungssensoren sind für den Einsatz in Anwendungen mit großen Temperaturgradienten konzipiert. Diese umfassen z. B. die Entwicklung von Antriebssträngen, Antriebsstrang-NVH, Leistungstests von Bauteilen/Systemen, NVH-Tests unter der Motorhaube, Motortests, Tests von Abgas- und Bremssystemen, sowie die Erfassung von Straßenlasten.

Mit Temperaturkoeffizienten von nur 0,009%/°C weisen diese robusten und hermetisch dichten Beschleunigungssensoren im Titangehäuse eine Empfindlichkeit von 10 mV/g bis 100 mV/g, eine Messfrequenz von 1 kHz bis 10 kHz (±5%) und einen Betriebstemperaturbereich von -73 °C bis +180° C auf. Die Messbereiche 50, 100 und 500 g sind verfügbar.

Ferner haben die LTC-Sensoren von PCB® einen integrierten Filter. Bei vielen Automobilanwendungen wird eine Filterung empfohlen, um den nutzbaren Hochfrequenzbereich zu erweitern und die Möglichkeit einer Verstärkersättigung zu minimieren. Letztere tritt auf, wenn der Sensor außerhalb seines empfohlenen Messbereichs betrieben wird und auch, wenn er in der Resonanzfrequenz angeregt wird. Dies kann überall dort geschehen, wo Metall-auf-Metall-Stöße hochfrequente Signale erzeugen, z. B. während der Prüfung des Antriebsstrangs oder bei Motorhochläufen. In diesem Fall geht der Sensor in einen Überlast-Erholungszustand über, während dessen keine aussagekräftigen Daten erfasst werden können.

PCB® verwendet typischerweise einen integrierten Tiefpassfilter, der die Signale in der Nähe der Resonanzfrequenz des Sensors dämpft oder unterdrückt. Dies wirkt dem Verstärkungsfaktor entgegen, der durch die mechanische Resonanz des Sensors verursacht wird.

Einige der LTC-Sensoren verfügen über TEDS Version 1.0, bei dem es sich um ein standardisiertes Verfahren zum Speichern und Abrufen von Aufnehmeridentifikations- und Kalibrierdaten im Sensor handelt.

 

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