Vibrationen können unerwünschte Störungen oder Verzerrungen in die Messungen einbringen, da MEMS-Sensoren sehr empfindlich auf äußere Kräfte reagieren. Zu den Auswirkungen gehören:
- Achsenübergreifende Empfindlichkeit: Schwingungen entlang einer Achse können als Bewegung auf einer anderen Achse fehlinterpretiert werden.
- Resonanz-Verstärkung: Bei bestimmten Frequenzen (Eigenresonanz des Sensors) können Vibrationen die Ausschläge verstärken, was zu fehlerhaften Ergebnissen führt.
- Instabilität der Vorspannung: Sie können vorübergehende oder langfristige Verschiebungen im Bias (Nullpunktverschiebung) des Sensors verursachen.
- Mechanische Ermüdung: Anhaltende Vibrationen können die mikroskopischen Strukturen mit der Zeit abnutzen oder verschlechtern und so die Zuverlässigkeit verringern.
SBG-Design gegen Vibrationen
SBG Systems hat Trägheitssensoren mit besonderer Sorgfalt bei der Signalverarbeitung entwickelt, wobei nur hochwertige MEMS-Sensoren verwendet werden, die mit effizienten Anti-Aliasing-FIR-Filtern kombiniert werden, um Vibrationsprobleme zu begrenzen. Dank der Verwendung von Beschleunigungssensoren mit niedrigem VRE (Vibration Rectification Error) ist keine Isolierung/Dämpfung während der Installation erforderlich.
Auswahl der richtigen Beschleunigungssensor-Option
Die MEMS-Technologie ist sehr robust gegenüber Erschütterungen, aber sie kann mehr oder weniger empfindlich auf Vibrationen reagieren, insbesondere auf hochfrequente Vibrationen. Beim Kauf des Sensors kann ein höherer Bereich von Beschleunigungsaufnehmern gewählt werden, z. B. 16 g statt 8 g bei Ellipse-Sensoren.
Begrenzung der Vibrationen um den Trägheitssensor
Verschiedene Methoden können die Auswirkungen von Vibrationen auf MEMS-Sensoren verringern:
- Dämpfen Sie sie mit geeignetem Material, z. B. Silent Bloc.
- Bei einem Sensor mit geringem Gewicht (z. B. Ellipse) kann es notwendig sein, den Sensor zusammen mit einer schwereren Masse (z. B. einer Batterie) zu dämpfen, um Vibrationen leichter zu dämpfen. Es ist immer einfacher, ein schwereres System von ihnen zu isolieren.
- Verwenden Sie flexible Kabel, um zu vermeiden, dass sie durch die Kabel übertragen werden.
- Bei hohen Frequenzen ist zu prüfen, ob sie sich über die Luft ausbreiten (Schall) und das Gerät entsprechend mit schallabsorbierenden Materialien zu isolieren.
SBG-Werksversuche mit einem Schüttler
SBG Systems führt verschiedene Tests an seinen Sensoren durch. Das Verhalten der Sensoren wird charakterisiert, so dass der Pegel und die Frequenz bekannt sind und speziell abgestimmte Algorithmen entwickelt werden können. Die verwendete Testmethode ist die MIL-STD-810G (definiert durch das US-Verteidigungsministerium) Mindestintegrität Figur unten gezeigt.
