Verständnis des Cross-Talk (Achsen-übergreifende Empfindlichkeit) bei der Schwingungsmessung

Definition: Was ist Cross-Talk?

Übersprechen, formeller bekannt als Querachsenempfindlichkeit oder Querempfindlichkeit, ist ein Messfehler bei Schwingungsaufnehmern, insbesondere BeschleunigungsaufnehmerEs bezieht sich auf die Tendenz des Wandlers, als Reaktion auf Vibrationen, die senkrecht zu seiner primären Messachse verlaufen, ein Ausgangssignal zu erzeugen.

Idealerweise würde ein Beschleunigungsmesser zur Messung vertikaler Vibrationen nur auf vertikale Bewegungen reagieren und horizontale oder axiale Bewegungen vollständig ignorieren. In der Realität reagiert der Sensor jedoch aufgrund mikroskopischer Unvollkommenheiten in seiner Konstruktion nur wenig empfindlich auf diese „außeraxialen“ Vibrationen. Dieses unerwünschte Ergebnis ist das sogenannte Übersprechen.

Warum ist Übersprechen ein Problem?

Übersprechen kann Schwingungsdaten verfälschen und zu Diagnosefehlern führen. Das Hauptproblem besteht darin, dass Schwingungen aus einer Richtung in die Messung einer anderen Richtung „einsickern“ können.

Stellen Sie sich beispielsweise eine Maschine mit sehr starken horizontalen, aber geringen vertikalen Vibrationen vor. Verwenden Sie einen vertikalen Beschleunigungsmesser mit hoher Querempfindlichkeit, erfasst dieser einen Teil der starken horizontalen Vibrationen und addiert ihn zu seinem Ausgangssignal. Die resultierende Messung zeigt einen höheren vertikalen Vibrationspegel als tatsächlich vorhanden an, was möglicherweise zu einer Fehldiagnose eines Problems in vertikaler Richtung führt.

Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn:

• Aufführung Modalanalyse oder Betriebsschwingform (ODS) Analyse, bei der genaue Messungen in allen drei Achsen (X, Y und Z) für die korrekte Animation der Maschinenbewegung entscheidend sind.
• Diagnose von Fehlern in komplexen Maschinen, bei denen die Schwingungseigenschaften in verschiedenen Richtungen der Schlüssel zur Identifizierung der Grundursache sind (z. B. Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Fehlausrichtung).
• Durchführen eines hochpräzisen Auswuchtens, insbesondere auf einer Auswuchtmaschine, bei der die Genauigkeit der Ebenentrennung von entscheidender Bedeutung ist.

Quantifizierung von Cross-Talk

Die Querachsenempfindlichkeit wird vom Sensorhersteller üblicherweise als Prozentsatz der Primärachsenempfindlichkeit angegeben. Ein hochwertiger industrieller Beschleunigungssensor kann beispielsweise eine Querachsenempfindlichkeit von weniger als 5%Dies bedeutet, dass der Sensor für jedes 1 g Vibration, das senkrecht zur Hauptachse ausgeübt wird, ein Signal ausgibt, das weniger als 0,05 g in der Hauptrichtung entspricht.

Der gesamte Übersprechfehler hängt von zwei Faktoren ab:

1. Die inhärente Querachsenempfindlichkeit des Sensors selbst.
2. Das Verhältnis der Schwingungsstärke in Querrichtung zur Schwingungsstärke in der primären Messrichtung.

Sogar ein Sensor mit geringer Querachsenempfindlichkeit kann einen erheblichen Fehler erzeugen, wenn die Vibration in der Off-Axis-Richtung im Vergleich zur gemessenen Vibration extrem hoch ist.

Minimieren der Auswirkungen von Übersprechen

• Verwenden Sie hochwertige Sensoren: Die wichtigste Möglichkeit, Übersprechen zu minimieren, besteht in der Verwendung hochwertiger, präzisionsgefertigter Beschleunigungsmesser mit einer niedrigen angegebenen Querachsenempfindlichkeit.
• Richtige Montage: Eine schlechte Montage kann Übersprechprobleme verschlimmern. Der Sensor muss flach und senkrecht zur Messfläche montiert werden, um sicherzustellen, dass seine Hauptachse korrekt auf die gewünschte Messrichtung ausgerichtet ist.
• Triaxiale Beschleunigungsmesser: Für Anwendungen, die präzise Mehrachsendaten erfordern, empfiehlt sich häufig ein dreiachsiger Beschleunigungssensor. Diese Sensoren verfügen über drei orthogonal in einem Block montierte Sensorelemente, die werkseitig kalibriert werden, um das Übersprechen zwischen den Achsen zu minimieren.

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