ما هو التمايز في الاهتزازات؟ تحويل الإشارة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو التمايز في الاهتزازات؟ تحويل الإشارة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو التمايز في الاهتزاز؟ تحويل الإشارة

نُشر بواسطة admin على

فهم التمايز في تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هو التمايز؟

التمايز في اهتزاز التحليل هو العملية الرياضية لتحويل قياسات الاهتزاز من معلمة إلى أخرى عن طريق أخذ المشتق في نطاق الزمن أو ضربه في التردد في نطاق التردد. التفاضل يحول النزوح ل سرعة, ، أو السرعة إلى تسريع. إنها العملية العكسية للتكامل، وعلى الرغم من أنها أقل شيوعًا من التكامل (معظم أجهزة الاستشعار هي مقاييس تسارع)، إلا أن التمايز يكون ضروريًا في بعض الأحيان عندما يتعين مقارنة قياسات الإزاحة من مجسات القرب بمعايير السرعة أو تحليلها للمحتوى عالي التردد.

التمايز هو عملية ترجيح ترددي تُركز على المكونات عالية التردد وتُقلل من أهمية المكونات منخفضة التردد - وهو التأثير المعاكس للتكامل. هذا يجعل التمايز مفيدًا لتحسين معلومات التشخيص عالية التردد، ولكنه يُضخّم أيضًا الضوضاء عالية التردد، مما يتطلب تطبيقًا دقيقًا.

العلاقات الرياضية

التمايز في المجال الزمني

  • السرعة من الإزاحة: v(t) = d/dt [x(t)]
  • التسارع من السرعة: a(t) = d/dt [v(t)]
  • التسارع من الإزاحة: a(t) = d²/dt² [x(t)] (المشتقة الثانية)

التمايز في مجال التردد

أبسط في مجال التردد:

  • السرعة من الإزاحة: V(f) = D(f) × 2πf
  • التسارع من السرعة: A(f) = V(f) × 2πf
  • نتيجة: الضرب حسب التردد، وبالتالي يتم تضخيم الترددات العالية وتقليل الترددات المنخفضة

لماذا يتم استخدام التمايز

تطبيقات مسبار القرب

  • تقيس مجسات القرب إزاحة العمود بشكل مباشر
  • غالبًا ما تحدد المعايير حدود السرعة
  • التمييز بين الإزاحة والسرعة للمقارنة
  • تمكين الامتثال للمعايير مع أجهزة استشعار الإزاحة

التركيز على الترددات العالية

  • التمايز يعمل على تضخيم المكونات عالية التردد
  • يمكن الكشف عن العيوب عالية التردد في بيانات الإزاحة
  • يحول الإزاحة منخفضة السرعة إلى تسارع أكثر ملاءمة للتحليل

مقارنة المستشعرات

  • مقارنة بين أجهزة استشعار الإزاحة وأجهزة قياس التسارع
  • تحويل كليهما إلى نفس المعلمة (عادةً السرعة)
  • التحقق من اتساق القياس

تحديات التمايز

تضخيم الضوضاء

مشكلة التمايز الأساسية:

  • التمايز يتضاعف حسب التردد (الترددات العالية المضخمة)
  • ضوضاء عالية التردد تم تضخيمها أكثر من الإشارة
  • تدهور نسبة الإشارة إلى الضوضاء
  • مثال: ضوضاء 1% عند 10 كيلوهرتز تم تضخيمها بمقدار 100 مرة بالنسبة للإشارة عند 100 هرتز
  • حل: مرشح الترددات المنخفضة قبل التمايز

ضوضاء المستشعر

  • أجهزة استشعار الإزاحة لها ضوضاء (كهربائية، كمية)
  • يؤدي التمايز إلى التسارع إلى تضخيم هذه الضوضاء بشكل كبير
  • مسألة مركبات التفاضل المزدوج (الإزاحة → التسارع)
  • تجنب عمومًا التمايز المزدوج إذا كان ذلك ممكنًا

أخطاء التمايز العددي

  • يؤدي التمايز في المجال الزمني إلى تضخيم أخطاء الرقمنة
  • حساسة لعينات القطع الأثرية
  • طريقة المجال الترددي المفضلة للدقة

إجراءات التمايز السليمة

التمايز الفردي (الإزاحة إلى السرعة)

  1. مرشح الترددات المنخفضة: إزالة الضوضاء عالية التردد (القطع عند 2-5 × أعلى تردد موضع اهتمام)
  2. التحقق من جودة الإشارة: التحقق من الضوضاء والتحف
  3. التمييز: الضرب في 2πf في مجال التردد
  4. التحقق من النتيجة: التحقق من المعقولية والمقارنة بالقيم المتوقعة

التمايز المزدوج (الإزاحة إلى التسارع)

  • تجنب بشكل عام: نادرا ما يعطي نتائج جيدة
  • إذا لزم الأمر: تصفية الترددات المنخفضة العدوانية (القطع عند أعلى تردد مثير للاهتمام)
  • النطاق الترددي المحدود: تقبل أن المحتوى عالي التردد سيكون محدودًا بالضوضاء
  • بديل: استخدم مقياس التسارع إذا لزم الأمر التسارع

تنفيذ مجال التردد

إجراء

  1. حساب تحويل فورييه السريع إشارة الإزاحة أو السرعة
  2. اضرب كل صندوق تردد في 2πf (أو (2πf)² للتفاضل المزدوج)
  3. تطبيق مرشح الترددات المنخفضة في مجال التردد إذا لزم الأمر
  4. النتيجة هي الطيف في المعلمة المتباينة
  5. يمكن حساب تحويل فورييه السريع العكسي لموجة الزمن إذا لزم الأمر

المزايا

  • لا توجد أخطاء تراكمية
  • سهولة تطبيق التصفية
  • كفاءة حسابية
  • النهج القياسي في المحللات الحديثة

متى نستخدم التمايز

الاستخدامات المناسبة

  • تحويل إزاحة مسبار القرب إلى سرعة وفقًا لمعايير ISO
  • تعزيز محتوى التردد العالي في قياسات الإزاحة منخفضة السرعة
  • مقارنة أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار على نفس الأساس
  • متى يمكن تطبيق التصفية المناسبة

متى يجب تجنب ذلك

  • إشارات الإزاحة الصاخبة
  • التمييز المزدوج ما لم يكن ضروريا تماما
  • عندما يكون مقياس التسارع متاحًا (قياس التسارع مباشرةً)
  • تحليل التردد العالي من الإزاحة (استخدم مقياس التسارع بدلاً من ذلك)

مقارنة بين التمايز والتكامل

وجه اندماج التمايز
تأثير التردد تضخيم الترددات المنخفضة تضخيم الترددات العالية
الاستخدام الشائع التسارع → السرعة، السرعة → الإزاحة الإزاحة → السرعة
مشكلة الانجراف منخفض التردد تضخيم الضوضاء عالية التردد
الفلتر المطلوب تمرير عالي قبل التكامل تمرير منخفض قبل التمايز
تكرار شائع جدًا أقل شيوعا

الأجهزة الحديثة

التحويل التلقائي

  • يقوم المحللون الحديثون بالتحويل تلقائيًا بين المعلمات
  • يختار المستخدم المعلمة المطلوبة، وتتولى الأداة عملية التصفية والتحويل
  • يتم تطبيق المرشحات المناسبة تلقائيًا
  • يقلل من خطأ المستخدم

شاشة متعددة المعلمات

  • إظهار التسارع والسرعة والإزاحة في وقت واحد
  • كل منها يؤكد على نطاقات تردد مختلفة
  • نظرة شاملة على خصائص الاهتزاز

يُعدّ التمايز، وإن كان أقل شيوعًا من التكامل في تحليل الاهتزازات، أداةً قيّمةً لتحويل قياسات الإزاحة إلى سرعة أو تسارع، مما يُمكّن من الامتثال للمعايير والتحليل متعدد المعاملات. ويضمن فهم خصائص تضخيم الضوضاء في التمايز ومتطلبات الترشيح المناسبة دقة تحويل المعاملات عند تمييز إشارات الاهتزاز.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب