Vibrationen können unerwünschtes Rauschen oder Verzerrungen in die Messungen einbringen, da MEMS-Sensoren sehr empfindlich auf externe Kräfte reagieren. Zu den Auswirkungen gehören:
- Querachsenempfindlichkeit: Vibrationen entlang einer Achse können fälschlicherweise als Bewegung auf einer anderen Achse interpretiert werden.
- Resonanzverstärkung: Bei bestimmten Frequenzen (Eigenresonanz des Sensors) können Vibrationen die Auslenkungen verstärken, was zu fehlerhaften Ausgaben führt.
- Bias-Instabilität: Sie kann vorübergehende oder langfristige Verschiebungen des Sensor-Bias (Nullpunkt-Offset) verursachen.
- Mechanische Ermüdung: Anhaltende Vibrationen können die mikroskopischen Strukturen im Laufe der Zeit abnutzen oder abbauen, wodurch die Zuverlässigkeit verringert wird.
SBG Design gegen Vibrationen
SBG Systems hat Inertialsensoren mit besonderem Augenmerk auf die Signalverarbeitung entwickelt. Dabei werden ausschließlich hochwertige MEMS-Sensoren in Kombination mit effizienten Anti-Aliasing-FIR-Filtern eingesetzt, um Vibrationsprobleme zu begrenzen. Dank der Verwendung von Beschleunigungsmessern mit niedrigem VRE (Vibration Rectification Error) ist keine Isolierung/Dämpfung während der Installation erforderlich.
Auswahl der richtigen Beschleunigungsmesser-Option
Die MEMS-Technologie ist sehr widerstandsfähig gegen Stöße, aber sie kann mehr oder weniger empfindlich auf Vibrationen reagieren, insbesondere auf hochfrequente. Beim Kauf des Sensors kann ein höherer Bereich von Beschleunigungsmessern gewählt werden, z. B. 16g anstelle von 8g für Ellipse-Sensoren.
Vibrationen um den Trägheitssensor begrenzen
Es gibt verschiedene Methoden, um die Auswirkungen von Vibrationen auf MEMS-Sensoren zu reduzieren:
- Dämpfen Sie diese physisch mit geeignetem Material, beispielsweise Silent Bloc.
- Bei einem leichten Sensor (z. B. Ellipse) kann es erforderlich sein, den Sensor zusammen mit einer schwereren Masse (z. B. einer Batterie) zu dämpfen, um Vibrationen leichter zu reduzieren. Es ist immer einfacher, ein schwereres System von diesen zu isolieren.
- Verwenden Sie flexible Kabel, um die Übertragung durch die Kabel zu vermeiden.
- Überprüfen Sie bei hohen Frequenzen, ob diese von der Luft (Schall) übertragen werden, und isolieren Sie das Gerät entsprechend mit schallabsorbierenden Materialien.
SBG Werkstests mit einem Shaker
SBG Systems führt verschiedene Tests an seinen Sensoren durch. Das Verhalten der Sensoren wird charakterisiert, so dass der Pegel und die Frequenz, denen sie standhalten können, bekannt sind und spezifisch abgestimmte Algorithmen entwickelt werden können. Die verwendete Testmethode ist die MIL-STD-810G (definiert vom U.S. Department of Defense) Mindestintegritätszahl, die unten dargestellt ist.
