Diseños de Sensores de Aceleración Optomecánicos con la Frecuencia Natural de 5 Hz a 50 kHz
Autores: Rezinkina, Marina; Braxmaier, Claus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseños de Sensores de Aceleración Optomecánicos con la Frecuencia Natural de 5 Hz a 50 kHz
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Aplicaciones
Aceleraciones
Sensores
Frecuencia
Diseños
Opto-mecánicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En muchas aplicaciones, como la navegación espacial, la metrología, las pruebas y la geodesia, es necesario medir aceleraciones con frecuencias que van desde fracciones de hertz hasta varios kilohertz. Para este propósito, se utilizan sensores optomecánicos. La frecuencia natural de dichos sensores debe ser aproximadamente diez veces mayor que la frecuencia de la aceleración medida. En el caso de las mediciones de aceleración triaxial, un diseño plano con dos sensores que miden aceleraciones en dos direcciones perpendiculares en el plano y un tercer sensor que mide la aceleración fuera del plano es efectivo. Se analizaron las características mecánicas de los diseños existentes tanto de sensores en el plano como fuera del plano, y se elaboraron los diseños mejorados. Utilizando simulación numérica, se modelaron las dependencias del nivel de frecuencia natural en el rango de varios hertz a decenas de kilohertz en función de los diseños y parámetros geométricos de los acelerómetros optomecánicos. Esto permite seleccionar el diseño del acelerómetro y sus parámetros para medir la aceleración a la frecuencia asignada. Se demuestra que los acelerómetros optomecánicos de los diseños propuestos tienen pérdidas de disipasión y diafonía reducidas.
Descripción
En muchas aplicaciones, como la navegación espacial, la metrología, las pruebas y la geodesia, es necesario medir aceleraciones con frecuencias que van desde fracciones de hertz hasta varios kilohertz. Para este propósito, se utilizan sensores optomecánicos. La frecuencia natural de dichos sensores debe ser aproximadamente diez veces mayor que la frecuencia de la aceleración medida. En el caso de las mediciones de aceleración triaxial, un diseño plano con dos sensores que miden aceleraciones en dos direcciones perpendiculares en el plano y un tercer sensor que mide la aceleración fuera del plano es efectivo. Se analizaron las características mecánicas de los diseños existentes tanto de sensores en el plano como fuera del plano, y se elaboraron los diseños mejorados. Utilizando simulación numérica, se modelaron las dependencias del nivel de frecuencia natural en el rango de varios hertz a decenas de kilohertz en función de los diseños y parámetros geométricos de los acelerómetros optomecánicos. Esto permite seleccionar el diseño del acelerómetro y sus parámetros para medir la aceleración a la frecuencia asignada. Se demuestra que los acelerómetros optomecánicos de los diseños propuestos tienen pérdidas de disipasión y diafonía reducidas.