Schwingungsaufnehmer, piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer KD 13, gebraucht, in originaler Verpackung.

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Beschleunigungsaufnehmer Typenreihe KD 10...KD 13

Metra Meß- undFrequenztechnik Radebeul


Typenblatt 1

Abb.1. Beschleunigungsaufnehmer der
Standardtypenreihe (ca. 1:1).

Gehäusematerial:
Edelstahl bei den Typen KD 10/11
KD Leichtmetall bei den Typen KD 12/13

1. Anwendungsmöglichkeiten
Mit den piezoelektrischen Aufnehmern der Standardtypenreihe lassen sich die meisten
aller praktisch vorkommenden Meßaufgaben lösen. Die Typen KD 10/11/12/13
ermöglichen infolge ihres hohen Übertragungsfaktors auch die Messung kleiner Be-
schleunigungen, wie sie bei tiefen Frequenzen auftreten. Bei rauhen Meßbedingungen
und bei aggressiver Atmosphöre ist die Verwendung der Typen mit Edelstahlgehäuse
zweckmäßig. Die Aufnehmer mit Leichtmetallgehäuse genügen jedoch in den meisten
Fällen den praktischen Erfordernissen und sind infolge ihres geringen Gewichtes vor-
zuziehen. Schließlich empfehlen wir für den Regelfall die Aufnehmer mit seitlichem
Kabelanschluß, da sich diese wegen ihrer geringeren Höhe auch in Höhlungen und

Spalten leicht anbringen lassen. Die seitliche Kabelausführung ermöglicht überdies eine
einfache Kabelanordnung. Aufnehmer mit der Kabelausführung nach oben sind gün-
stig für Meßaufgaben in Bohrungen. Diese Typen gestatten außerdem den Anschluß
einer Wasserkühlung zur Erweiterung des Temperaturbereiches.

2. Aufbau
Dickenschwinger aus Bleititanat-Bleizirkonat-Keramik in stabilem Metallgehäuse. Das
leichte und biegsame Anschlußkabel ist auswechselbar. Die Oberfläche des lsolier-
materials ist unter der Abschirmung zur Ableitung der Störspannungen graphitiert.
Die lsolierteile der Mikrosteckverbindung am Aufnehmer und im Stecker sind aus
hochtemperaturfestem Polytetrafluoräthylen.

3. Wirkungsweise
Die Schwingungsaufnehmer arbeiten als Beschleunigungsaufnehmer ohne Festpunkt.
Die Hauptempfindlichkeitsrichtung fällt mit der Achsrichtung zusammen. Die Orientie-
rung im Schwerefeld ist beliebig. Die vom Aufnehmer gelieferte Spannung am Mittel-
leiterzdes Kabels ist positiv gegenüber der Abschirmung, wenn eine positive Beschleu-
nigung an der Koppelfläche angreift, die ins Aufnehmerinnere gerichtet ist.

4. Befestigung am Meßort
ln einfachen Fällen kann die Ankopplung mit Fett oder Klebewachs am Meßobjekt
erfolgen. Für überschlägige Messung bei tiefen und mittleren Frequenzen, insbeson-
dere an schwer zugänglichen Stellen, kann auch eine Tastspitze verwendet werden.
Dabei ist jedoch die starke Resonanzfrequenzverminderung zu beachten (vgl. Abb. 2).
Für die Messung an magnetischen Objekten bietet der Haftmagnet eine einfache
Ankopplungsmoglichkeit bei Beschleunigungen unter 1000 m/s². Dabei wird der Auf-
nehmer gleichzeitig elektrisch vom Meßobjekt isoliert, was zur Vermeidung von Fehl-
messungen durch Erdströme wichtig sein kann. Für robustere Meßbedingungen emp-
fiehlt sich eine Schraubbefestigung am Meßobjekt mittels der M 5—Gewindestifte. Bei
rauhen Oberflöchen ist eine Zwischenschicht Silikonfett zur Verbesserung der Ankopp-
lung günstig. Zur elektrisch isolierten Schraubbefestigung werden Flanschverbindungs-
stücke aus Isoliermetall (M 5) von uns gefertigt. Diese Elemente sind nahezu ideale
Koppelstücke, vor allem, wenn auch hier wieder Silikonfett als Zwischenschicht dient.
(Starke Beschädigungen vermeiden, anziehen mit Spezialschlüssel!) Wenn am Meß-
objekt starke Dehnungen auftreten, lassen sich Meßfehler durch Koppelstücke mit ver-
minderter Auflagefläche vermeiden.

In vielen Fällen ist es zur Vermeidung von Kabelstörspannungen wichtig, das Kabel
gut festzulegen. Hierzu dient die Kabelabfangvorrichtung, die zwischen Aufnehmer und
Meßobjekt anzuschrauben ist. Eine gute Befestigung des Aufnehmers am Meßobjekt
ist bei jeder Messung eine notwendige Voraussetzung für fehlerfreie Ergebnisse, und
nur unter dieser Bedingung werden die technischen Daten eingehalten!


5. Richtungsfaktor
Bei der Entwicklung und Herstellung der Schwingungsaufnehmer wird angestrebt, daß
der Ubertragungsfaktor (früher ,,Empfindlichkeit" genannt) in der geometrischen Haupt-
richtung seinen größten Wert hat. Praktisch gelingt das jedoch nicht völlig exakt. Als
Folge davon reagiert der Aufnehmer auch auf Schwingungen, die senkrecht zu seiner
Hauptrichtung orientiert sind. Das Verhältnis zwischen Ubertragungsfaktor senkrecht zur
Hauptrichtung und dem Übertragungsfaktor (in Hauptrichtung) nennt man Quer-
Richtungsfaktor und bezeichnet es mit dem Symbol G90. Der Ouer—Richtungsfaktor ist
winkelabhängig und hat eine Achtercharakteristik. Seine Winkelabhängigkeit läßt sich
sehr gut durch die Beziehung G90 =(G90) max cos phi annähern.

6. Anzeigemöglichkeiten
Die elektrische Ausgangsspannung der Schwingungsaufnehmer muß einem Verstärker-
gerät mit hochohmigem Eingang von mehr als 50 MOhm zugeführt werden. ln ein-
fachen Fällen kann die Messung mit einem Röhrenvoltmeter oder einem Elektronen-
strahloszilloskop unter Vorschaltung unseres Meßverstörkers M 60 erfolgen. Für um-
fangreiche Messungen ist die Benutzung eines speziellen Verstärkergerätes zu emp-
fehlen. Wir stellen für diesen Zweck die Geräte Vibrationsmesser VM 2S und
den Stoßmesser VM5 her. Für höchste Ansprüche sind der 3-Kanal-Schwingungsmeß-
platz SDM 132, das 6-Kanal-Gerät SDM 162 und das batteriebetriebene Gerät SM 211
des VEB Meßelektronik, Dresden, entwickelt worden. Diese Geräte ermöglichen die
Messung der Schwingbeschleunigung, der Schwinggeschwindigkeit und des Schwing-
weges.

7. Verhalten der Aufnehmer bei verschiedenen Umgebungsbedingungen
Die Aufnhemer (ohne Kabel) sind wasserdicht. Bei Spritzwassereinwirkung oder bei
Messungen unter Wasser ist der Stecker mit ,,AbziehIack (VEB Lackfabrik Ilmenau)
abzudichten.
Magnetische Felder und akustische Felder beeinflussen den Aufnehmer nur ganz wenig.
ln den technischen Daten sind die magnetische Empfindlichkeit bei Einwirkung eines
50 Hz-Wechselfeldes und die akustische Druck—EmpfindIichkeit, gemessen bei tiefen
Frequenzen unter 100 Hz, angegeben. Bei höheren Frequenzen sind die Einflüsse aku-
stischer Felder auf freihägende Aufnehmer größer, weil diese dann infolge des Druck-
gradienten mechanisch mitbewegt werden.

8. Temperaturverhalten
Die Curietemperatur der von uns verwendeten Bleititanat—Bleizirkonat-Keramik liegt
über 320 °C, so daß unsere Aufnehmer in einem weiten Temperaturbereich verwendbar
sind. Die Temperaturabhängigkeit des Leerlaufübertragungsfaktors, des Ladungsüber-
tragungsfaktors und der Kapazität zeigt Bild 3. Bei Anwendung der Wasserkühlung
kann der Temperaturbereich beträchtlich — um einige hundert Grad — erweitert werden.
Für eine qualitativ exakte Messung empfehlen wir, die Temperatur im Aufnehmer-
inneren mittels einer Aufnehmernachbildung zu ermitteln. Es ist zu beachten, daß unser
normales Kabel höchstens bis auf 80 °C erwärmt werden darf! Für höhere Temperatu-
ren bis ca. 200 °C liefern wir auf Anforderung Spezialkabel. Die Lager- und Transport-
temperatur der Aufnehmer mit Etui kann -50 °C bis +60 °C betragen.

9. Verlängerungskabel
Bei Betrieb mit Verlängerungskabel verändert sich der Übertragungsfaktor. Es gilt die
Beziehung....(siehe Datenblatt)
Dabei ist Bak der Übertragungsfaktor mit Normal- plus Verlängerungskabel, Ck die
Kapazität des Verlängerungskabels allein, während die Größen B1 und C1, die Daten
jedes Aufnehmers mit 1,5 m Kabel darstellen.


12. Liefermöglichkeiten

1. Schwingungsaufnehmer komplett im Etui mit folgendem Zubehör:
Leichtmetalltastspitze 75 mm lang (Type 1020)
2 Anschlußstutzen für Wasserkühlung (Type 5600) für die Aufnehmer KD 10/12
Stiftschrauben M5x 10 (Type 1021) und Bundschraube (Type 1024)
lsolierflansch für Spannungen bis 42V (Type 1200)
Schlüssel für lsolierflansch (Type 1210)
Haftmagnet mit Gewindezopfen M 5 x 3 für Aufnehmerseite (Type 1300)
Klebewachs (Type 1025), Kabelabfangvorrichtung (Type 1022)
Anschlußkabel 1,5 m mit 2 Mikrosteckern (Type 5100)
Kupplung für HF-Gerätebuchse 13 mm E und Mikrostecker (Type 5200)
Gerätebeschreibung mit Typenblatt und Kennblatt (Eichangaben).
Die Bestellbezeichnung lautet: Type 01, z. B. KD 10/01.

2. Schwingungsaufnehmer in einfacher Versandverpackung mit 1,5 m Kabel mit Mikro-
steckern an beiden Seiten sowie Gerätebeschreibung mit Typenblatt und Kennblatt
(Eichangaben).
Die Bestellbezeichnung lautet: Type/O2 für 1 Aufnehmer bzw. Type/52 für eine
5er-Packung.

3. Ergänzungsteile:
Sämtliche unter 1 genannten Positionen werden auch einzeln geliefert. Außerdem
fertigen wir Verlängerungskabel mit Mikrosteckern auf beiden Seiten und einer
zugehörigen Mikrokupplung in 5 m und 10 m Länge (Typen 5500/5 und 5500/10).
Für Messungen bei hohen Temperaturen bis ca. 200 °C liefern wir ein Spezialkabel
unter der Typenbezeichnung 5700.

Änderungen, die durch den technischen Fortschritt bedingt sind, bleiben vorbehalten.
ln der Bestellung sind Bezeichnung und Typennummer anzugeben.

Metra Meß- und Frequenztechnik Radebeul
8122 Radebeul 1 - WiIhelm-Pieck-Straße 58 - Ruf Dresden 750 88 - Postfach 13

lll-9-141 ld 653-70

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Technische Daten Beschleunigungsaufnehmer KD13, KD 13, KD-13:

* Übertragungsfaktor Ba: 3,96 mV/ms -²
* Eichwert 1/Ba: 0,253 ms-²/mV * Kapazität mit Kabel Ci: 1,1 nF
* Kabelkapazität Ck: 0,135 nF
* Resonanzfrequenz fr: 28,1 kHz
* Richtungsmaß max: 2,5 %
* Isolationswiderstand Ris: >1000 MΩ


Die Schwingungsaufnehmer der Typenreihe KD 10 bis KD 17 sind ab 1968 mit einer verbesserten Keramik ausgestattet. Dadurch ist eine beträchtliche Verringerung der Temperaturabhängigkeit erzielt worden, ohne dass eine Veränderung der üpbrigen Eigenschaften eingetreten ist. Es gilt nachstehendes Diagramm:





Hersteller:
VEB Metra Meß- und Frequenztechnik Radebeul




Datenblätter Beschleunigungsaufnehmer KD13, KD 13, KD-13:

downloads:

* Technische Daten Schwingungsaufnehmer KD13
* Diagramm Schwingungsaufnehmer KD13