Acelerômetros são dispositivos essenciais para medir a aceleração gerada pela vibração de um objeto. Eles têm várias aplicações, desde determinar o ângulo de inclinação por meio da aceleração da gravidade até medir a rapidez com que um objeto muda sua velocidade. Além disso, devido à facilidade de uso e à ampla faixa de frequência que suportam, acelerômetros se destacam no monitoramento de máquinas como motores, bombas, ventiladores, compressores e turbinas em diferentes setores industriais.
O que é um acelerômetro?
Antes de tudo, é importante entender que aceleração representa qualquer mudança na velocidade. Assim, um acelerômetro é um pequeno dispositivo eletromecânico que mede essa aceleração e as forças atuantes sobre um objeto. Esses sensores monitoram dois tipos de forças:
- Forças estáticas, como a gravidade e o atrito, que não alteram a direção ou posição do objeto, permanecendo constantes.
- Forças dinâmicas, que causam mudanças na direção ou posição do objeto, apresentando maior variabilidade.
Os acelerômetros detectam essas mudanças e as convertem em medições elétricas de vibração, permitindo a análise precisa da condição das máquinas. as transformam em medições elétricas de vibração, o que permite analisar a condição das máquinas.
Como funciona um acelerômetro?
Um acelerômetro gera um sinal eletrônico por meio de sensores que captam acelerações dinâmicas ou estáticas. Por exemplo, nos acelerômetros piezoelétricos, o sensor interno — um cristal — sofre estresse e gera uma carga elétrica proporcional às forças aplicadas. Dessa forma, esses dispositivos detectam movimentos, medem forças e produzem um sinal elétrico correspondente. O mesmo princípio se aplica aos acelerômetros MEMS.
Tipos de sensores de acelerômetro
Os sensores variam conforme o tipo de aceleração que medem. Os quatro tipos principais são:
- Piezoelétricos: Utilizam o efeito piezoelétrico, produzindo carga elétrica quando submetidos a estresse. São os mais sensíveis e comuns para medir vibração e choque em aplicações industriais. Entretanto, não medem forças estáticas, pois operam em corrente alternada (AC).
- Piezoresistivos: Alteram a resistência conforme a força aplicada. Embora menos sensíveis, são amplamente usados na indústria automotiva para testes de colisão e medição precisa de forças.
- Capacitivos: O tipo mais comum, detecta alterações na capacitância elétrica. A movimentação do diafragma interno modifica a distância entre as placas do capacitor, indicando a aceleração.
- MEMS (Microeletromecânicos): Funcionam em nanoescala, detectando mudanças na capacitância. Usados em smartphones para detectar orientação, geralmente configurados em triaxial para medir aceleração em três direções simultaneamente.
Acelerômetros para medição de vibração
Para medir vibração, acelerômetros monitoram aceleração e convertem esse dado em voltagem. Geralmente, eles são instalados em equipamentos que operam acima de 60 Hz. Para máquinas com frequência igual ou inferior a 60 Hz, utilizam-se acelerômetros com sinal de velocidade integrado, pois apresentam melhor relação sinal-ruído.
Entre as opções, o acelerômetro piezoelétrico é o preferido para vibração industrial. Ele se divide em dois tipos:
- Alta impedância: Saída de carga única que um amplificador converte em voltagem. Ideal para altas temperaturas, onde acelerômetros de baixa impedância não funcionam bem.
- Baixa impedância: Contém conversor embutido de carga para voltagem, com baixo ruído e ampla faixa de frequência. Muito usado para identificar problemas em máquinas rotativas e alternativas.
Por que monitorar a vibração?
Monitorar a vibração protege a empresa contra paradas inesperadas. Falhas em máquinas geram custos elevados, afetando tempo e capital. Com o monitoramento, é possível identificar tendências anormais antes que ocorra uma falha grave. Sistemas que utilizam acelerômetros e transmissores registram dados e ajudam a garantir operação segura e eficiente.
Encontrando o acelerômetro ideal
Escolher o acelerômetro correto depende da aplicação e do tipo de máquina. Na Metrix, oferecemos tecnologia e experiência para fornecer sensores e suporte na instalação. Se você busca sensores confiáveis para monitoramento de vibração, fale conosco para receber orientação personalizada.
A Metrix desenvolve tecnologias e serviços para monitoramento de vibração há muitos anos, auxiliando na identificação precoce de falhas em equipamentos. Caso precise de um sensor de vibração por aceleração ou suporte técnico, podemos ajudar.
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Conteúdo adaptado de um artigo publicado em metrixvibration.com, por Everett Jesse, Vice-Presidente de Vendas e Marketing
