Bei dem Beschleunigungssensor 3713B hat PCB Piezotronics die interne Elektronik des Sensors auf einer flexiblen Leiterplatte um den Sensorchip „gefaltet“.

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Synotech Sensor- und Messtechnik

Nur so konnten der eigentliche MEMS-Sensor, die Spannungsstabilisierung und die Verstärkung in einem geradezu winzigen Metallgehäuse mit einer Kantenlänge von 20,3 mm untergebracht werden. Der Sensor misst niederfrequente Vorgänge ab Null Hertz. Damit der Beschleunigungssensor flexibel eingesetzt werden kann, werden sechs Messbereiche zwischen ± 2 und ± 200 g in jeder Messachse angeboten, so dass vielfältige Aufgabenstellungen in der Automobil- und Flugzeugentwicklung oder bei Umweltprüfungen abgedeckt werden.

Moderne MEMS-Sensorelemente

Pro Messachse enthält der Beschleunigungsaufnehmer ein gasgedämpftes Sensorelement auf MEMS-Basis. Dieses Sensorelement besteht aus einer Vollbrücke und zeichnen sich durch eine hohe Wiederholgenauigkeit und sehr enge Toleranzen aus. Durch die Gasdämpfung wird ein guter Schutz gegen hochfrequente Überlasten und Schocks erreicht, was sich in einer Überlastsicherheit bis ± 3000g ausdrückt. Weitere erwähnenswerte Eigenschaften dieser Elemente sind die äußerst geringe Empfindlichkeit gegenüber Biegebeanspruchungen der Basis und gegenüber Querbeschleunigungen.

Brückenversorgung und -verstärker

Der in modernster Technik auf einer flexiblen Leiterplatte aufgebaute Signalverstärker versorgt das Sensorelement mit der erforderlichen stabilisierten Brückenspannung. Bezogen auf den gewählten Messbereich liefert er entsprechend der definierten Empfindlichkeit ein niederohmiges Ausgangssignal von ± 2 V. Für den Anschluss an Messsystemen mit unipolarem Messbereich steht ein Sensor zur Verfügung, der im Ruhezustand ein Offsetsignal von 2,5 V liefert, dem dann das Nutzsignal überlagert wird. Im gesamten Messbereich arbeiten alle Sensoren mit einer konstanten Empfindlichkeit. Das rauscharme Ausgangssignal lässt sich problemlos und ohne Qualitätseinbuße auch über lange Messleitungen übertragen.

Spannungsstabilisierung integriert

Ein wesentliches Merkmal des Modells 3713 ist der weite Bereich der Versorgungsspannung. Durch die interne Spannungsstabilisierung kann  dieser Sensor an Spannungen im Bereich von +6 bis +30 VDC betrieben werden und dies – wie schon erwähnt – mit konstanter Empfindlichkeit. Somit ist ein Betrieb sowohl an Bordnetzen als auch an praktisch allen DMS-Anschlussmodulen der unterschiedlichsten Messwerterfassungssysteme möglich.

Für raue Einsatzbedingungen entwickelt

Das hermetisch dichte Titangehäuse dieses Sensors und garantiert auch beim Dauereinsatz unter schlechtesten Umgebungsbedingungen – wie sie beispielweise bei Fahrversuchen vorliegen – liefert zuverlässige Messergebnisse. In solchen rauen Verhältnissen, also bei Spritzwasser oder hoher Umgebungsfeuchtigkeit, stellt das integrierte Messkabel (3 m) die ideale Lösung dar. Alternativ wird der Sensor auch mit einem 9-poligen, verschraubbaren  Anschlussstecker angeboten (Bild 1). Die 9 Adern bzw. Kontakte übertragen pro Messachse die Versorgungsspannung, das Messsignal und die Masse. Generell kann der Sensor bei Temperaturen zwischen -54 und +120 °C betrieben werden.

Wesentliche technische Daten des Triaxial MEMS DC Beschleunigungssensors:

  • 1000 mV/g, +/-2 g, +6 bis 30 VDC Erregung
  • Empfindlichkeit: (±5%) 1000 mV/g (101,9 mV/(m/s²))
  • Messbereich: ±2 g Spitze (±19,6 m/s² Spitze)
  • Steckverbinder: 9-polig, Masse plus Signale pro Achse
  • Gewicht 17,3 g