Vibrations-messung

Aufgrund ihrer flexiblen und leichten Bauweise sind Flugzeuge Schwingungen besonders ausgesetzt – sogar im Stand. Schwingungstests in der Luft und am Boden sind deshalb unverzichtbar für den sicheren Betrieb jedes Flugzeugs. Kistler stellt eine große Vielfalt von Beschleunigungssensoren (IEPE, MEMS, DC-Response) für verschiedene Anforderungen bereit.

Ground Vibration Tests (GVT), Modal- und Strukturanalyse

Die Modalanalyse wird regelmäßig an Flugzeugen und deren Unterkomponenten durchgeführt, um strukturelle Veränderungen und mögliche Schäden zu erkennen. Sie umfasst experimentelle und analytische Schwingungsuntersuchungen zu akustischen, Ermüdungs- und Funktionsas-pekten während der Entwicklungsphase von Komponenten und Systemen.

Eines der Hauptziele der Konstrukteure ist es, die modalen Eigenschaften der mechanischen Struktur zu bestimmen, indem die Eigenschwingungen geprüft und identifiziert werden. Die Ground Vibration Tests (GVT) erfordern in der Regel eine große Anzahl von kostengünstigen High-Performance Beschleunigungssensoren. Modale Beschleunigungssensoren von Kistler sind für drei Messbereiche
(5 g, 10 g und 50 g) erhältlich. Sie bieten einen akkuraten Frequenz- und Phasengang innerhalb des angegebenen Frequenzbereichs.

Die entsprechenden Hochkanalsysteme müssen die erforderlichen technischen Eigenschaften aufweisen. Eine einfache Handhabung bei der Montage ist ebenfalls von größter Bedeutung. Kurze Montagezeiten, niedrige Fehlerraten und ein zuverlässiger Betrieb über einen Zeitraum von 10 Jahren sind die wichtigsten Kriterien. Es gibt zwei wichtige Parameter, um die Fehlerquote und die Montagezeit zu reduzieren: die TEDS-Funktionalität (Transducer Electronic Datasheet) und eine präzise Achsenausrichtung in Bezug auf das Koordinatensystem des Testaufbaus.

Einfache Handhabung

Eine schnelle und einfache Montage wird durch spezielle Clips und Gehäuse erleichtert, die eine flexible Ausrichtung der empfindlichen Achse ermöglichen.

Flacher Frequenzgang

Modale Sensoren von Kistler zeichnen sich durch einen flachen und wiederholbaren Frequenzgang aus, insbesondere bei niedrigen Frequenzen. Auf Anfrage stellen wir auch spezifische Niederfrequenzkalibrierzertifikate und Phasengangbeschreibungen zur Verfügung.

Niedriger Rauschpegel

Der niedrige Rauschpegel der keramikbasierten Beschleunigungssensorfamilien ermöglicht die Messung sehr kleiner Signale. Größere seismische Massen, die das Verhalten des Prüflings verändern könnten, sind nicht erforderlich.

TEDS- Funktionalität

Das elektronische Datenblatt (TEDS) nach den IEEE 1451.4 Standards überträgt Sensorparameter automatisch an die TEDS-fähige Signalaufbereitung, um Übertragungsfehler zu minimieren.

Flugerprobung – der richtige Beschleunigungssensor für jedes Szenario im Flugschwingversuch (FVT)

Für den Standschwingungsversuch am ISTAR setzt das DLR über 200 IEPE-Beschleunigungssensoren von Kistler ein.

In der Flugerprobung validieren die Ingenieure das Flugzeugdesign, indem sie Strukturschwingungsprüfungen durchführen. Dabei werden mit dem Flugzeug viele Flugerprobungsszenarien realisiert, um die Schock- und Schwingungseigenschaften aller Aspekte des Flugzeugs, einschließlich der Steuerungsflächen, zu überprüfen.

In der Phase der Flugerprobung stellen die Flugschwingungsversuche – Buffetingtests und Tests von Flattern – wesentliche Etappen im Prozess der Designqualifizierung dar. Mittels Buffeting-Tests werden Fluglastdaten erfasst, so dass reale Zustandsgrößen für zukünftige Strukturprüfanforderungen definiert werden können. Diese Prüfungen erfolgen mit hohen Frequenzen und erfordern aus diesem Grund IEPE-Beschleunigungssensoren für die Messung von schwingungsinduzierten Lasteinträgen in die Struktur und die Komponenten.

Tests von Flattern werden üblicherweise mit DC-Response-Beschleunigungssensoren durchgeführt. Dabei soll die aeroelastische Stabilität des Flugzeugs untersucht werden, um sichere Flugbedingungen zu gewährleisten.

Ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit

Mit der PiezoStar IEPE-Technologie von Kistler erreicht der Sensor in einem Temperaturbereich von –55 °C bis 25 °C die gleiche Empfindlichkeit.

Niedrige Bauhöhe

Sowohl die kapazitiven MEMS-Sensoren als auch die quarzbasierten PiezoStar Sensoren sind mit einem optimierten Design für eine extrem niedrige Bauhöhe erhältlich. Dies ermöglicht den Einsatz auf engstem Raum.

Masseisolation

Der eloxierte Aluminium-Sensorsockel sorgt für eine zuverlässige Masseisolation. Dadurch werden Masseschleifenprobleme vermieden, die zu größerem elektrischen Rauschen im Messsignal führen würden.

Einfache Montage

Einige Sensorlösungen von Kistler verfügen über Bohrungen für eine einfache Schraubmontage. Die Sensoren können auch gedreht werden, um die gewünschte Kabelposition oder Messachsenausrichtung zu erreichen.