Theorie und Normen

Möchten Sie sich mit den Grundbegriffen der piezoelektrischen Schwingungsmesstechnik vertraut machen? Mit Hilfe der hier vermittelten Grundlagen werden Sie in der Lage sein, einen geeigneten Schwingungsaufnehmer für Ihr Messproblem auszuwählen, zu montieren und anzuschließen.Falls Sie noch keine Erfahrungen mit piezoelektrischen Schwingungsaufnehmern haben, empfehlen wir, diese Seiten der Reihe nach als Lernkurs durchzuarbeiten.

Themen

3. Sensorsysteme

Die Grundfunktion, also die Wandlung mechanischer Beschleunigung in ein elektrisches Signal, ist bei allen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmern identisch. Die verschiedenen Konstruktionen dienen der Anpassung an die unterschiedlichsten Messaufgaben und dem Schutz gegen äußere Störeinwirkungen.

Drei Wirkungsmechanismen für die mechanisch-elektrische Wandlung wenden wir an. Die Typenbezeichnungen unserer Aufnehmer sind daraus abgeleitet:

Schersystem („KS“-Typen)

Kompressionssystem („KD“-Typen)

Biegesystem („KB“-Typen)

Die folgende Tabelle fasst die Vor- und Nachteile dieser drei Grundtypen zusammen:

	Scherung	Kompression	Biegung
Vorteile	Geringe Temperatursprungempfindlichkeit Geringe Beeinflussung durch Messobjektdehnung	Hohe Empfindlichkeit Robustheit Bewährte Technologie Preisgünstig herzustellen	Hohe Empfindlichkeit bei geringer Masse
Nachteile	Geringere Empfindlichkeit	Hohe Störbeeinflussung bei Temperatursprüngen Hohe Störbeeinflussung bei Messobjektdehnung	Bruchempfindlich Relativ hohe Störbeeinflussung bei Temperatursprüngen

Die meisten neu entwickelten Beschleunigungsaufnehmer gehören zum Schertyp, wenngleich auch die anderen Bauweisen noch ihre Daseinsberechtigung behalten.

Die nachfolgenden Skizzen zeigen die Anwendung der drei Piezosysteme in realen Sensortypen.

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