Punti di forza:
- Riduce al minimo i test eccessivi
- Riduce il rischio di danni alle strutture critiche
- Misura le forze sommate
- Misura le differenze di forza (momenti)
- Semplifica e accelera il processo di prova
- Conveniente e facile da implementare
Ottimizzazione dell'installazione dei sensori di forza a 3 componenti per i test di vibrazione a forza limitata dei satellitiA causa del costo elevato, dei lunghi tempi di sviluppo e dell'unicità delle sofisticate apparecchiature aerospaziali e di altre apparecchiature ad alta tecnologia, è diventato imperativo implementare tecniche che garantiscano la sicurezza di tali articoli durante i test di qualificazione alle vibrazioni.
È stato dimostrato che il controllo convenzionale con l'accelerazione causa un significativo eccesso di test che può causare danni all'unità sottoposta a test (UUT). Nei test di vibrazione a forza limitata, la forza totale in ingresso all'UUT viene misurata e controllata, limitando così l'accelerazione "quasi statica" del centro di gravità e garantendo l'integrità dell'apparecchiatura.
Il sistema per prove di vibrazione a forza limitata PCB® soddisfa la maggior parte dei requisiti per limitare la forza di reazione tra l'agitatore e l'unità in prova nelle prove di vibrazione casuali. L'uso di sensori di forza piezoelettrici a 3 componenti facilita la misurazione facile e accurata della forza in ingresso. Questa forza è direttamente correlata alla seconda legge di Newton, F=ma, all'accelerazione "quasi statica" del centro di gravità della struttura. Poiché i carichi di progetto per le apparecchiature aerospaziali sono spesso indicati in termini di accelerazione "quasi statica", l'uso di sensori di forza rappresenta un approccio di misura ideale per questa applicazione.
Nei test di vibrazione a forza limitata, il segnale di misura della forza viene utilizzato nell'anello di controllo di retroazione dell'agitatore. Questo segnale viene confrontato con i limiti di forza stabiliti nel controllore. Alle frequenze in cui la forza misurata supera il limite (alle risonanze ad alto Q), il segnale di uscita del controllore (cioè il segnale di ingresso all'agitatore) viene "intaccato". Riducendo l'ingresso all'agitatore a queste frequenze, la forza di reazione tra il dispositivo di prova e la struttura viene mantenuta entro i limiti specificati.
Sensori di forza utilizzati con accelerometri a basso degassamento in camere a vuoto termicoGli accelerometri, tipicamente montati sul dispositivo di prova, sono utilizzati anche nel loop di controllo. Servono a limitare l'eccitazione dell'agitatore rispetto all'accelerazione a frequenze diverse dalle risonanze, per le quali prevale la limitazione della forza. Per ottenere questo risultato, il sistema di controllo dell'agitatore deve avere una capacità di "controllo estremo". Il controllo estremo è la capacità di stabilire un controllo di retroazione rispetto al più grande dei diversi input, forza o accelerazione, in funzione della frequenza. È inoltre auspicabile disporre di un "doppio controllo". Per doppio controllo si intende la capacità di controllare gli spettri di riferimento dell'accelerazione e della forza.