Mis on vibratsiooni diferentseerimine? Signaali teisendamine • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšijate, kombainide kruvide, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks. Mis on vibratsiooni diferentseerimine? Signaali teisendamine • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšijate, kombainide kruvide, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks.

Mis on vibratsiooni diferentseerimine? Signaali muundamine

Avaldanud admin saidil

Vibratsioonianalüüsi diferentseerimise mõistmine

Definitsioon: Mis on diferentseerimine?

Eristamine sisse vibratsioon Analüüs on matemaatiline protsess, mille käigus teisendatakse vibratsioonimõõtmised ühest parameetrist teiseks, võttes tuletise ajadomeenis või korrutades selle sagedusega sagedusdomeenis. Diferentseerimine teisendab nihe kuni kiirus, või kiirust kiirendus. See on integreerimise pöördtehe ja kuigi seda tehakse harvemini kui integreerimist (enamik andureid on kiirendusmõõturid), on diferentseerimine mõnikord vajalik, kui lähedusandurite nihkemõõtmisi tuleb võrrelda kiirusstandarditega või analüüsida kõrgsagedusliku sisu suhtes.

Diferentseerimine on sageduskaalumise protsess, mis rõhutab kõrgsageduslikke komponente ja vähendab madalaid sagedusi – see on integreerimise vastupidine efekt. See muudab diferentseerimise kasulikuks kõrgsagedusliku diagnostilise teabe täiustamiseks, kuid võimendab ka kõrgsageduslikku müra, mis nõuab hoolikat rakendamist.

Matemaatilised seosed

Aja domeeni diferentseerimine

  • Kiirus nihkest: v(t) = d/dt [x(t)]
  • Kiirendus kiirusest: a(t) = d/dt [v(t)]
  • Kiirendus nihkest: a(t) = d²/dt² [x(t)] (teine tuletis)

Sagedusdomeeni diferentseerimine

Sagedusdomeenis lihtsam:

  • Kiirus nihkest: V(f) = D(f) × 2πf
  • Kiirendus kiirusest: A(f) = V(f) × 2πf
  • Tulemus: Korrutades sagedusega, võimendatakse kõrgeid sagedusi, vähendatakse madalaid sagedusi

Miks diferentseerimist kasutatakse

Lähedusanduri rakendused

  • Lähedusandurid mõõdavad võlli nihet otse
  • Standardid määravad sageli kiirusepiirangud
  • Võrdluseks erista nihet kiirusest
  • Võimaldab nihkeandurite vastavust standarditele

Kõrgete sageduste rõhutamine

  • Diferentseerimine võimendab kõrgsageduslikke komponente
  • Võib paljastada nihkeandmetes kõrgsageduslikke defekte
  • Teisendab madala kiirusega nihke analüüsisõbralikumaks kiirenduseks

Andurite võrdlus

  • Nihkeandurite ja kiirendusmõõturite võrdlus
  • Teisenda mõlemad samaks parameetriks (tavaliselt kiiruseks)
  • Mõõtmiste järjepidevuse kontrollimine

Eristumise väljakutsed

Müra võimendamine

Peamine diferentseerimisprobleem:

  • Diferentseerumine korrutub sagedusega (kõrged sagedused võimenduvad)
  • Kõrgsageduslik müra võimendub rohkem kui signaal
  • Signaali ja müra suhe halvenes
  • Näide: 1% müra sagedusel 10 kHz võimendatakse 100 korda signaali suhtes sagedusel 100 Hz
  • Lahendus: Madalpääsfilter enne diferentseerimist

Anduri müra

  • Nihkeanduritel on müra (elektriline, kvantiseerimine)
  • Kiirenduse eristamine võimendab seda müra dramaatiliselt
  • Topeltdiferentseerimise (nihe → kiirendus) ühendite probleem
  • Väldi üldiselt topeltdiferentseerimist, kui võimalik

Numbrilise diferentseerimise vead

  • Ajadomeeni eristamine võimendab digiteerimisvigu
  • Tundlik proovivõtuartefaktide suhtes
  • Täpsuse huvides eelistatakse sagedusdomeeni meetodit

Õige diferentseerimise protseduur

Ühekordne diferentseerimine (nihke teisendamine kiiruseks)

  1. Madalpääsfilter: Eemalda kõrgsageduslik müra (piirväärtus 2–5 × kõrgeimal huvipakkuval sagedusel)
  2. Signaali kvaliteedi kontrollimine: Kontrollige müra ja artefakte
  3. Erista: Korruta sagedusdomeenis 2πf-ga
  4. Tulemuse kontrollimine: Kontrollige mõistlikkust, võrrelge eeldatavate väärtustega

Topeltdiferentseerimine (nihkest kiirenduseni)

  • Üldiselt välditakse: Annab harva häid tulemusi
  • Vajadusel: Agressiivne madalpääsfiltreerimine (piirväärtus huvipakkuva kõrgeima sageduse juures)
  • Piiratud ribalaius: Nõustuge sellega, et kõrgsageduslik sisu on müraga piiratud
  • Alternatiiv: Vajadusel kasutage kiirendusmõõturit

Sagedusdomeeni rakendamine

Protseduur

  1. Arvuta FFT nihke- või kiirussignaali
  2. Korrutage iga sagedusvahemik 2πf-ga (või (2πf)²-ga kahekordse diferentseerimise jaoks)
  3. Vajadusel rakendage sagedusdomeenis madalpääsfiltrit
  4. Tulemuseks on diferentseeritud parameetri spekter
  5. Vajadusel saab arvutada aja lainekuju pöörd-FFT-d

Eelised

  • Kumulatiivseid vigu pole
  • Lihtne filtreerimine
  • Arvutuslikult efektiivne
  • Standardne lähenemine tänapäevastes analüsaatorites

Millal diferentseerimist kasutada

Sobivad kasutusviisid

  • Lähedusanduri nihke teisendamine kiiruseks ISO standardite jaoks
  • Kõrgsagedusliku sisu suurendamine madala kiirusega nihkemõõtmistes
  • Erinevat tüüpi andurite võrdlus samal alusel
  • Millal saab rakendada õiget filtreerimist

Millal vältida

  • Mürakad nihkesignaalid
  • Topeltdiferentseerimine, kui see pole absoluutselt vajalik
  • Kui kiirendusmõõtur on saadaval (mõõtke kiirendust otse)
  • Nihke põhjal arvutatud kõrgsageduslik analüüs (kasutage kiirendusmõõturit)

Diferentseerimise ja integratsiooni võrdlus

Aspekt Integratsioon Eristamine
Sageduse mõju Võimendab madalaid sagedusi Võimendab kõrgeid sagedusi
Üldine kasutamine Kiirendus → Kiirus, Kiirus → Nihe Nihe → Kiirus
Probleem Madala sagedusega triiv Kõrgsagedusliku müra võimendamine
Nõutav filter Kõrgpääs enne integreerimist Madalpääs enne diferentseerimist
Sagedus Väga levinud Harvem levinud

Kaasaegne instrumentatsioon

Automaatne teisendamine

  • Kaasaegsed analüsaatorid teisendavad parameetrite vahel automaatselt
  • Kasutaja valib soovitud parameetri, instrument tegeleb filtreerimise ja teisendamisega
  • Õiged filtrid rakendatakse automaatselt
  • Vähendab kasutaja vigu

Mitmeparameetriline kuva

  • Näitab kiirendust, kiirust ja nihet samaaegselt
  • Igaüks rõhutab erinevaid sagedusvahemikke
  • Vibratsiooniomaduste põhjalik ülevaade

Diferentseerimine, kuigi vibratsioonianalüüsis vähem levinud kui integreerimine, on väärtuslik tööriist nihkemõõtmiste teisendamiseks kiiruseks või kiirenduseks, võimaldades standarditele vastavust ja mitmeparameetrilist analüüsi. Diferentseerimise müra võimendamise omaduste ja õigete filtreerimisnõuete mõistmine tagab vibratsioonisignaalide eristamisel täpse parameetrite teisendamise.

← Tagasi põhiindeksi juurde

Kategooriad:
WhatsApp