ما هو النطاق الديناميكي؟ نطاق القياس • 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 النطاق الديناميكي؟ نطاق القياس • 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 النطاق الديناميكي؟ نطاق القياس

نُشر بواسطة admin على

فهم النطاق الديناميكي

التعريف: ما هو النطاق الديناميكي؟

النطاق الديناميكي هي النسبة بين أكبر وأصغر الإشارات التي يمكن لنظام القياس التعامل معها بدقة، ويتم التعبير عنها عادةً بالديسيبل (dB). اهتزاز في أنظمة القياس، يُحدد النطاق الديناميكي المدى من مستوى الضوضاء (أدنى إشارة قابلة للاكتشاف) إلى نقطة التشبع (أقصى إشارة قبل التشوه). يتيح النطاق الديناميكي الواسع قياس كلٍّ من الاهتزازات الصغيرة جدًا (عيوب المحامل المبكرة) والاهتزازات الكبيرة جدًا (اختلال التوازن الشديد) باستخدام نفس إعدادات الجهاز.

يُعدّ النطاق الديناميكي بالغ الأهمية لأن اهتزازات الآلات الحقيقية تحتوي على مكونات تمتد على نطاقات سعة واسعة، بدءًا من تأثيرات عيوب تحمل ميكرو-جي، وصولًا إلى قوى عدم التوازن متعددة الجي. يضمن النطاق الديناميكي الكافي التقاط جميع معلومات التشخيص دون اختفائها في الضوضاء أو تشبع نظام القياس.

التعبير الرياضي

صيغة

  • النطاق الديناميكي (ديسيبل) = 20 × log₁₀(الحد الأقصى للإشارة / الحد الأدنى للإشارة)
  • مثال: الحد الأقصى 10 فولت، الحد الأدنى 1 مللي فولت → DR = 20 × log(10/0.001) = 80 ديسيبل
  • يستوعب مقياس الديسيبل النسب الضخمة بشكل مضغوط

النسبة الخطية

  • يمكن أيضًا التعبير عن النطاق الديناميكي كنسبة بسيطة
  • 80 ديسيبل = نسبة 10000:1
  • 100 ديسيبل = نسبة 100,000:1
  • 120 ديسيبل = نسبة 1,000,000:1

المكونات المؤثرة على النطاق الديناميكي

الحد الأعلى: التشبع

  • تشبع المستشعر: أقصى قدر من الاهتزاز قبل مقاطع خرج المستشعر
  • تشبع محول A/D: الحد الأقصى للجهد قبل مشابك المحول الرقمي (±5 فولت، ±10 فولت نموذجي)
  • تشبع مكبر الصوت: يمكن أن تتعطل مراحل معالجة الإشارة
  • تأثير: الإشارة تصل إلى ذروتها، والشكل الموجي مشوه، ويظهر الطيف توافقيات خاطئة

الحد الأدنى: مستوى الضوضاء

  • ضوضاء المستشعر: الضوضاء الكهربائية المتأصلة في إلكترونيات المستشعر
  • ضوضاء الكابل: التداخل الكهربائي في الكابلات
  • ضوضاء الآلة: ضوضاء الإلكترونيات في المحلل
  • ضوضاء التكميم: من دقة محول A/D
  • تأثير: إشارات أقل من مستوى الضوضاء لا يمكن تمييزها عن الضوضاء

النطاقات الديناميكية النموذجية

أجهزة الاستشعار

  • مقاييس التسارع IEPE: 80-100 ديسيبل نموذجي
  • مقاييس تسارع وضع الشحن: 100-120 ديسيبل
  • محولات السرعة: 60-80 ديسيبل
  • مجسات القرب: 60-80 ديسيبل

المحللون واكتساب البيانات

  • 16 بت A/D: ~96 ديسيبل نظريًا، 80-90 ديسيبل عمليًا
  • 24 بت A/D: ~144 ديسيبل نظريًا، 110-120 ديسيبل عمليًا
  • المحللون الحديثون: النطاق الديناميكي النموذجي للنظام 90-110 ديسيبل

الأهمية في تحليل الاهتزازات

إشارات صغيرة وكبيرة متزامنة

  • قد يحتوي الطيف على ذروة كبيرة 1 × (عدم التوازن) وذروات خطأ تحمل صغيرة
  • يمكن أن تكون النسبة 1000:1 أو أكثر (60 ديسيبل)
  • يضمن النطاق الديناميكي المناسب الرؤية الواضحة
  • نطاق غير كافٍ: ذروات صغيرة ضائعة في الضوضاء أو ذروات كبيرة مشبعة

تحليل المغلف

  • يتطلب اكتشاف تأثيرات المحمل منخفضة الطاقة في وجود اهتزازات عالية الطاقة ومنخفضة التردد
  • النطاق الديناميكي الواسع ضروري للكشف المبكر عن عيوب المحمل
  • تساعد تصفية النطاق الترددي ولكن النطاق الديناميكي لا يزال مهمًا

تحليل الطيف

  • أريد أن أرى كل من القمم المهيمنة والقمم التشخيصية الصغيرة
  • يساعد مقياس السعة اللوغاريتمية على تصور نطاق واسع
  • يحدد النطاق الديناميكي المدى المرئي في الطيف

تحسين النطاق الديناميكي

إعدادات الكسب

  • ضبط مكسب الإدخال لاستخدام النطاق A/D الكامل
  • مكسب منخفض جدًا: دقة رديئة (حد الضوضاء)
  • مكسب مرتفع للغاية: قص (حد التشبع)
  • الأمثل: ذروة الإشارة عند 70-80% من النطاق الكامل

اختيار المستشعر

  • يختار حساسية مطابقة الاهتزاز المتوقع
  • حساسية عالية للاهتزاز المنخفض
  • حساسية منخفضة للاهتزازات العالية
  • التنازلات إذا كان نطاق الاهتزاز واسعًا جدًا

تصفية

  • يزيل مرشح التردد العالي المكون المهيمن ذو التردد المنخفض
  • يسمح باستخدام مكسب أعلى على الإشارة المتبقية
  • يزيد النطاق الديناميكي بشكل فعال لتحليل التردد العالي
  • الاستراتيجية المستخدمة في تحليل الظرف

القضايا العملية

التشبع (القص)

  • الأعراض: شكل الموجة ذو القمة المسطحة والتوافقيات الخاطئة في الطيف
  • سبب: الإشارة تتجاوز نطاق النظام
  • حل: تقليل المكسب، واستخدام مستشعر أقل حساسية، وتصفية المكونات الكبيرة
  • وقاية: التحقق من مؤشرات القطع على الجهاز

الحد من الضوضاء

  • الأعراض: لا يمكن اكتشاف التغيرات الصغيرة في الاهتزازات، الضوضاء نطاق
  • سبب: الإشارة قريبة جدًا من مستوى الضوضاء
  • حل: زيادة المكسب، واستخدام مستشعر ذو حساسية أعلى، وكابل/تأريض أفضل

العرض والقياس

المقياس الخطي

  • نطاق عرض فعال محدود (~40-50 ديسيبل)
  • قمم صغيرة غير مرئية في حالة وجود قمم كبيرة
  • جيد للمواقف ذات النطاق الديناميكي المحدود

المقياس اللوغاريتمي (ديسيبل)

  • يمكن عرض النطاق الديناميكي الكامل على قطعة واحدة
  • يمكن رؤية القمم الصغيرة والكبيرة
  • معيار للتحليل الذي يتطلب نطاقًا ديناميكيًا واسعًا
  • ضروري للتشخيص التفصيلي

النطاق الديناميكي مواصفة أساسية تُحدد قدرة نظام القياس على التعامل مع إشارات تمتد على نطاقات واسعة من السعة. إن فهم النطاق الديناميكي، وتحسينه من خلال إعدادات الكسب المناسبة واختيار المستشعر المناسب، والتعرف على حدوده، يُمكّن من التقاط جميع المعلومات التشخيصية - من بصمات الأعطال المبكرة الدقيقة إلى الاهتزازات الميكانيكية السائدة - في قياسات اهتزاز شاملة وموثوقة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب