İvmeölçerin Teknik Özellikleri

Çoğunlukla kullanıcı gereken test özelliklerini, eldeki ivmeölçer türleriyle eşleştirmede sorun yaşar. Sensör seçimi için özelliklerin doğru anlaşılması önemlidir. Bunlar dinamik, elektriksel ve mekanik özelliklerdir. Bazıları şöyledir:

Duyarlı Eksen (sensitive axis): İvmeölçerler, bir eksene referans girişleri algılayacak şekilde tasarlanır; tek eksenli ivmeölçerler tek düzlemdeki girişi algılarken, üç eksenliler her düzlemdeki girişi algılayabilir.

Dinamik Çalışma Aralığı (dynamic range): Yükselteçte bozulma olmadan önce ivmeölçerin ölçebildiği en büyük genlikli titreşimdir. Birimi g’dir.

Duyarlılık (sensitivity): İvmeölçerin hareketi algılayabilme yeteneğidir. Bazen ölçek katsayısı yerine de kullanılır. Sensörün elektriksel çıkışının mekanik girişe oranıdır. Birimi mV/g olup tek frekansta (çoğunlukla 100 Hz) ve belirli sıcaklıkta (25° C) geçerlidir. Her bir g ivmelenmesine karşılık gerilim çıkışını gösterir.

Frekans Cevabı (frequency response): Bu özellik belirli frekans aralığında duyarlılıktaki en yüksek sapmayı gösterir. Daha uygun olarak genlik cevabı olarak bilinir, dönüştürücünün tüm frekans aralığında belirli duyarlılığıdır.

Frekans cevabı yüzde ve/veya dB olarak kabul edilebilir aralık şeklinde verilir ve genellikle ±%10, ±1 dB ya da ±3 dB dir.

Üst frekans sınırı mekanik rezonans tarafından belirlenir. Alt frekans sınırı da düşük frekanslı gürültüleri önlemek için kullanılan yüksek geçiren filtre tarafından belirlenir.

Yerleşik rezonans frekansı (mounted resonance frequency): Bu sensörün yapıya yerleştirildiğinde ortaya çıkan birincil (en yüksek) mekanik rezonansıdır. Bu frekansta, ivmeölçer en yüksek duyarlılığı gösterir.

Çapraz duyarlılık (transverse sensitivity): İvmeölçerin duyarlı eksene 90 derecedeki duyarlılığıdır. Çapraz eksen duyarlılığıyla da ilişkilidir, eksenel duyarlılığın yüzdesi olarak ifade edilir. İdealde sıfırdır ama en çok %5 olabilir.

Genlik doğrusallığı (amplitude linearity): Çıkışın belirli genlik aralığında ne kadar doğrusal olduğuyla ilgilidir. Çıkışın tam doğrusallıktan ne kadar sapacağını belirler. Tek bir frekansta geçerlidir.Yüzdeli ya da kesirli olarak ifade edilir.

Çıkış kutuplanması (output polarity): Belirli bir yönde ivmeye karşılık çıkış sinyalinin negatif ya da pozitif hangi yönde olduğunu tanımlar.

Elektronik gürültü (elektronic noise): Yükselteç devresinin gürültüsüdür. Geniş bantlı ya da tayf şeklinde tanımlanır. Geniş bant ölçümü belirli bant genişliğindeki toplam gürültü enerjisinin ölçümüdür. Tayf gürültüsü de belirli frekasta ölçülen gürültüdür.

Boyut ve kütle (size and mass): ivmeölçerin kütlesi ve boyutu sınanan nesnenin özelliklerini değiştirebilir. İvmeölçerin kütlesi ölçümü yapılacak sistemin kütlesinden ihmal edilecek kadar küçük olmalıdır.

Ölçülendirme/Kalibrasyon Yöntemleri

 Kalibrasyon, çeşitli frekanslarda kullanılacak ivmeölçerin duyarlılığını belirlemektir. Kullanılan yöntemler şöyledir:

 Yer çekimi Testi

Doğru DA cevabı olan ivmeölçerler bu yöntemle ölçülendirilebilir. Bu yöntemde ivmeölçer algılama ekseniyle (+ ve -) yer çekimi boyunca yerleştirilir ve çıkışlar yazılır. İki okuma arasındaki fark 2 g farkı gösterir. Buradan ölçeklendirme katsayısı hesaplanabilir.

Sırt sırta ölçülendirme

Bu yöntem kanıtlanabilir şekilde en uygun ölçülendirme yöntemidir. İvmeölçeri doğrudan izlenebilir iki uçlu ölçülendirme ivmeölçerine bağlayıp, bağlı çifti bir titreştiriciyle çeşitli frekanslarda ve ivme (g) seviyelerinde çalıştırarak yapılır. İvmeölçerler sıkıca bağlandığı için, her ikisi de aynı hareketi yapar ve böylece sırt sırta standart ivmeölçerin ölçülendirmesi kesin olarak ölçülendirilecek ivmeölçere aktarılır.

Kaynaklar:

  • http://www.engineersgarage.com/articles/accelerometer?page=4
  • http://www.engineersgarage.com/articles/accelerometer?page=5