Beschleunigungsmesser (Sensoren, die Beschleunigung in Form von Spannung ausgeben) gibt es in zwei Ausführungen. Mit dem am häufigsten verwendeten Typ kann die Beschleunigung entlang einer Achse gemessen werden. Mit diesem Typ von Sensor werden häufig mechanische Schwingungen gemessen. Der zweite Typ ist ein dreiachsiger Beschleunigungsmesser. Mit ihm kann ein dreidimensionaler Beschleunigungsvektor in der Form orthogonaler Komponenten erzeugt werden. Mit einem Beschleunigungsmesser dieses Typs kann die Beschleunigungsrichtung oder Art der Schwingung einer Komponente ermittelt werden, also seitlich, querlaufend, in Drehrichtung o. Ä.

Bei beiden Arten von Beschleunigungsmessern können entweder beide Leitungen vom Gehäuse isoliert sein, oder eine Leitung ist über das Gehäuse geerdet. Bei manchen Beschleunigungsmessern wird die Spannung durch den piezoelektrischen Effekt erzeugt. Bei der Beschleunigungsmessung mit dieser Art von Sensor muss der Sensor an einen ladungsempfindlichen Verstärker angeschlossen werden.

In manchen Beschleunigungsmessern ist der ladungsempfindliche Verstärker bereits enthalten. Ein solcher Verstärker wird durch eine Konstantstromquelle gespeist und seine Impedanz richtet sich nach der wechselnden Ladung am piezoelektrischen Kristall. Die Impedanzänderung macht sich als Spannungsänderung an den Eingängen des Beschleunigungsmessers bemerkbar. Aus diesem Grund gibt es pro Achse nur zwei Drähte für die Erregung des Sensors (den Erregerstrom) und den Signalausgang (die Spannung). Aufgebaut ist dieser Sensortyp aus einer Konstantstromquelle und einem Instrumenten- bzw. Differenzverstärker. Der Verstärker im Sensor wird über eine Stromquelle gespeist, während ein Differenzverstärker den Messwert aus der Spannungsdifferenz zwischen den Sensorzuleitungen ermittelt.

Bei der Arbeit mit einem Beschleunigungsmesser sind die technischen Daten des Sensors zu berücksichtigen. Wenn der Sensor unter extremen Temperaturen betrieben werden soll, kommen nur Sensoren in Frage, bei denen die Ausgangsspannung durch den piezoelektrischen Effekt erzeugt wird. Bei starkem Umgebungsrauschen ist in manchen Fällen ein Sensor mit ladungsempfindlichem Verstärker die einzige Wahl.

Um den Messfehler bei Beschleunigungsmessern so gering wie möglich zu halten, sollten Sie folgende Hinweise beachten:

  • Bei galvanisch gekoppelten Sensoren kann der Gleichspannungsanteil mit der Temperatur und Nutzungsdauer des Sensors schwanken. Das gilt bei beiden Arten von Sensoren, da ladungsempfindliche Sensoren häufig driften. Durch kapazitive Kopplung des Verstärkerausgangs kann das Driften der Schaltung verringert werden.
  • Motoren, Transformatoren und andere industrielle Anlagen können Störströme in den Sensorkabeln hervorrufen. Diese Ströme wirken sich bei Sensorsystemen, die auf dem piezoelektrischen Effekt beruhen, besonders nachteilig aus. Der Störeffekt kann verringert werden, indem die Sensorkabel in bestimmter Entfernung von den Störquellen verlegt werden.
  • Bei Beschleunigungsmessern kann es zu Erdschleifen kommen. Bei manchen Beschleunigungsmessern hat einer der Messdrähte Kontakt zum Gehäuse. Es gibt jedoch auch Sensoren, bei denen die Messdrähte vom Gehäuse isoliert sind. Wenn Sie einen Sensor, bei dem das Messkabel durch das Gehäuse geerdet ist, an einen geerdeten Eingangsverstärker anschließen, entsteht eine große Erdschleife. Diese stellt eine bedeutende Störquelle dar.