MEMS vs. Piezoelektrische Beschleunigungssensoren: Welchen wählen Sie?

Beschleunigungssensor vs. Piezotronik

Beschleunigungssensoren sind das Herzstück der Schwingungsüberwachung. Sie ermöglichen es Ingenieuren, abnormale Schwingungen zu erkennen, die Leistung von Maschinen zu analysieren oder die strukturelle Gesundheit empfindlicher Gebäude zu überwachen. Aber nicht alle Beschleunigungsmesser basieren auf demselben Prinzip. Die beiden gängigsten Technologien sind MEMS- und piezoelektrische Beschleunigungsmesser. Beide haben spezifische Vorteile und Einschränkungen, so dass die Wahl stark von der jeweiligen Anwendung abhängt.

MEMS-Beschleunigungsmesser

MEMS-Beschleunigungsmesser (Micro-Electro-Mechanical Systems) verwenden winzige mechanische Strukturen, die auf einem Chip integriert sind, oft mit einem kapazitiven Prinzip. Wenn sich die Struktur unter Beschleunigung bewegt, ändert sich die Kapazität, und diese Änderung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt.

MEMS-Sensoren sind kompakt, erschwinglich und energieeffizient. Sie sind gut geeignet für tragbare Geräte, IoT-Integration und langfristige Überwachungskampagnen. Dank ihres digitalen Ausgangs sind sie ohne aufwändige Signalaufbereitung einfach zu verwenden. Sie sind in der Lage, Vibrationen aus dem Gleichstrom zu messen und eignen sich daher gut für niederfrequente Vibrationen.

Bei Micromega Dynamics ist der Recovib Tiny ein gutes Beispiel dafür. Es ist ein robustes, autonomes Gerät auf MEMS-Basis, das für den schnellen Einsatz vor Ort entwickelt wurde. Das Feel USB basiert ebenfalls auf MEMS-Technologie und liefert hochauflösende Daten direkt auf einen PC.

Am besten geeignet für: Strukturelle Überwachung, mobile Schwingungsüberwachung, industrielle Wartung, Langzeitüberwachung, kostensensitive Projekte.

Piezoelektrische Beschleunigungsmesser

Piezoelektrische Beschleunigungsmesser basieren auf einem Kristall, der eine elektrische Ladung erzeugt, wenn er einer Beschleunigung ausgesetzt wird. Dieses Prinzip verleiht ihnen einen großen Frequenzbereich und eine sehr hohe Empfindlichkeit. Sie gelten als das Maß aller Dinge für präzise Vibrationsmessungen.

Ihre größte Einschränkung besteht darin, dass sie keine statischen oder sehr niederfrequenten Beschleunigungen messen können, da die erzeugte Ladung dazu neigt, mit der Zeit zu entweichen. Aus diesem Grund eignen sie sich nicht für die Überwachung langsamer Drifts oder statischer Lasten.

Am besten geeignet für: Labortests, Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, hochtourig rotierende Maschinen und Fälle, in denen Frequenzbandbreite und Empfindlichkeit entscheidend sind.

Wie wählt man den richtigen Beschleunigungsmesser aus?

Die Wahl hängt vom Frequenzbereich, der Umgebung und den Zielen ab.

  • Wenn Sie eine tragbare, kostengünstige, niederfrequente Mess- und Anschlusslösung für Feldmessungen benötigen → wählen Sie MEMS.

  • Wenn Ihre Anwendung Hochfrequenzpräzision erfordert (>20kHz) → entscheiden Sie sich für Piezoelektrik.

In der Praxis kombinieren viele Organisationen mehrere Technologien: MEMS für die Routine- und Langzeitüberwachung und piezoelektrische Technologien für spezifischere Studien.

Jenseits des Sensors: der Wert der Daten

Welcher Beschleunigungssensor auch immer gewählt wird, der Wert ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Daten verarbeitet und weitergegeben werden. Software wie Recovib Suite für die Überwachung vor Ort ermöglicht es Ingenieuren, die Daten während oder nach einer Messkampagne zu analysieren. Mit Recovib Cloud für die Fernüberwachung können sie außerdem Signale visualisieren, Alarme einstellen und Berichte in Echtzeit erstellen. So werden aus rohen Schwingungsdaten verwertbare Erkenntnisse, die helfen, Ausfälle zu verhindern, Strukturen zu schützen und die Wartung zu optimieren.