محدوده دینامیکی چیست؟ قابلیت اندازه‌گیری محدوده • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر محدوده دینامیکی چیست؟ قابلیت اندازه‌گیری محدوده • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر

محدوده دینامیکی چیست؟ قابلیت اندازه‌گیری

منتشر شده توسط admin در

درک محدوده دینامیکی

تعریف: محدوده دینامیکی چیست؟

محدوده دینامیکی نسبت بین بزرگترین و کوچکترین سیگنالی است که یک سیستم اندازه‌گیری می‌تواند به طور دقیق مدیریت کند، که معمولاً بر حسب دسی‌بل (dB) بیان می‌شود. برای لرزش در سیستم‌های اندازه‌گیری، محدوده دینامیکی، فاصله بین حداقل نویز (حداقل سیگنال قابل تشخیص) تا نقطه اشباع (حداکثر سیگنال قبل از قطع یا اعوجاج) را تعریف می‌کند. محدوده دینامیکی وسیع، اندازه‌گیری ارتعاشات بسیار کوچک (عیوب اولیه یاتاقان) و ارتعاشات بسیار بزرگ (عدم تعادل شدید) را با همان تنظیمات دستگاه امکان‌پذیر می‌سازد.

محدوده دینامیکی بسیار مهم است زیرا ارتعاش واقعی ماشین‌آلات شامل اجزایی با دامنه وسیع است - از ضربه‌های ناشی از نقص یاتاقان در حد میکرو گرانش تا نیروهای عدم تعادل در حد چند گرانش. محدوده دینامیکی کافی تضمین می‌کند که تمام اطلاعات تشخیصی بدون ناپدید شدن در نویز یا اشباع سیستم اندازه‌گیری، ثبت می‌شوند.

بیان ریاضی

فرمول

  • محدوده دینامیکی (dB) = 20 × log₁₀(حداکثر سیگنال / حداقل سیگنال)
  • مثال: حداکثر ۱۰ ولت، حداقل ۱ میلی ولت → DR = 20 × log(10/0.001) = 80 dB
  • مقیاس دسی‌بل، نسبت‌های بزرگ را به طور فشرده در خود جای می‌دهد

نسبت خطی

  • محدوده دینامیکی را می‌توان به صورت نسبت ساده نیز بیان کرد
  • ۸۰ دسی‌بل = نسبت ۱۰۰۰۰:۱
  • ۱۰۰ دسی‌بل = نسبت ۱۰۰۰۰۰:۱
  • ۱۲۰ دسی‌بل = نسبت ۱,۰۰۰,۰۰۰:۱

اجزای مؤثر بر محدوده دینامیکی

حد بالا: اشباع

  • اشباع حسگر: حداکثر لرزش قبل از قطع شدن خروجی سنسور
  • اشباع مبدل آنالوگ به دیجیتال: حداکثر ولتاژ قبل از اتصال دیجیتایزر (±5 ولت، ±10 ولت معمولی)
  • اشباع تقویت کننده: مراحل آماده‌سازی سیگنال می‌توانند قطع شوند
  • اثر: سیگنال به اوج خود می‌رسد، شکل موج دچار اعوجاج می‌شود، طیف هارمونیک‌های کاذب را نشان می‌دهد

حد پایین: کف نویز

  • نویز سنسور: نویز الکتریکی ذاتی در حسگرهای الکترونیکی
  • نویز کابل: تداخل الکتریکی در کابل‌ها
  • نویز ابزار دقیق: نویز الکترونیکی در آنالایزر
  • نویز کوانتیزاسیون: از وضوح مبدل A/D
  • اثر: سیگنال‌های پایین‌تر از سطح نویز، از نویز قابل تشخیص نیستند

محدوده‌های دینامیکی معمول

حسگرها

  • شتاب‌سنج‌های IEPE: ۸۰-۱۰۰ دسی‌بل معمولی
  • شتاب‌سنج‌های حالت شارژ: ۱۰۰-۱۲۰ دسی‌بل
  • مبدل‌های سرعت: ۶۰-۸۰ دسی‌بل
  • پروب‌های مجاورتی: ۶۰-۸۰ دسی‌بل

آنالایزرها و اکتساب داده‌ها

  • مبدل آنالوگ به دیجیتال ۱۶ بیتی: حدود ۹۶ دسی‌بل در تئوری، ۸۰-۹۰ دسی‌بل در عمل
  • مبدل آنالوگ به دیجیتال ۲۴ بیتی: حدود ۱۴۴ دسی‌بل در تئوری، ۱۱۰-۱۲۰ دسی‌بل در عمل
  • آنالایزرهای مدرن: محدوده دینامیکی سیستم معمولی ۹۰-۱۱۰ دسی‌بل

اهمیت در تحلیل ارتعاشات

سیگنال‌های کوچک و بزرگ همزمان

  • طیف ممکن است دارای پیک بزرگ ۱× (عدم تعادل) و پیک‌های کوچک خطای یاتاقان باشد
  • نسبت می‌تواند ۱۰۰۰:۱ یا بیشتر (۶۰ دسی‌بل) باشد.
  • محدوده دینامیکی کافی، وضوح تصویر را تضمین می‌کند.
  • برد ناکافی: پیک‌های کوچک در نویز گم می‌شوند یا پیک‌های بزرگ اشباع می‌شوند

تحلیل پوششی

  • نیاز به تشخیص اثرات یاتاقان کم‌انرژی در حضور ارتعاش پرانرژی با فرکانس پایین دارد
  • محدوده دینامیکی وسیع برای تشخیص زودهنگام نقص یاتاقان حیاتی است
  • فیلترینگ میان‌گذر کمک می‌کند اما محدوده دینامیکی هنوز مهم است

تحلیل طیف

  • می‌خواهم هم پیک‌های غالب و هم پیک‌های تشخیصی کوچک را ببینم
  • مقیاس دامنه لگاریتمی به تجسم طیف وسیعی کمک می‌کند
  • محدوده دینامیکی، محدوده قابل مشاهده در طیف را تعیین می‌کند.

بهینه‌سازی محدوده دینامیکی

تنظیمات بهره

  • تنظیم گین ورودی برای استفاده از کل محدوده آنالوگ به دیجیتال
  • بهره خیلی کم: وضوح ضعیف (محدودیت نویز)
  • بهره خیلی بالا: قطع شدن (حد اشباع)
  • بهینه: پیک سیگنال در مقیاس کامل 70-80%

انتخاب حسگر

  • انتخاب کنید حساسیت تطبیق ارتعاش مورد انتظار
  • حساسیت بالا برای لرزش کم
  • حساسیت کم برای لرزش بالا
  • اگر دامنه ارتعاش بسیار گسترده باشد، به خطر می‌افتد

فیلتر کردن

  • فیلتر بالاگذر، مولفه فرکانس پایین غالب را حذف می‌کند
  • امکان استفاده از بهره بالاتر در سیگنال باقیمانده را فراهم می‌کند
  • افزایش مؤثر محدوده دینامیکی برای تحلیل فرکانس بالا
  • استراتژی مورد استفاده در تحلیل پوششی

مسائل عملی

اشباع (برش)

  • علامت: شکل موج با سر صاف، هارمونیک‌های کاذب در طیف
  • علت: سیگنال از محدوده سیستم فراتر می‌رود
  • راه حل: کاهش بهره، استفاده از حسگر با حساسیت پایین‌تر، فیلتر کردن اجزای بزرگ
  • پیشگیری: نشانگرهای برش روی دستگاه را بررسی کنید

محدودیت نویز

  • علامت: نمی‌تواند تغییرات کوچک ارتعاش را تشخیص دهد، پر سر و صدا است طیف
  • علت: سیگنال خیلی نزدیک به سطح نویز است
  • راه حل: افزایش بهره، استفاده از حسگر با حساسیت بالاتر، کابل/اتصال زمین بهتر

نمایش و مقیاس‌بندی

مقیاس خطی

  • برد نمایش مؤثر محدود (حدود ۴۰-۵۰ دسی‌بل)
  • قله‌های کوچک در صورت وجود قله‌های بزرگ، نامرئی هستند
  • مناسب برای موقعیت‌های با محدوده دینامیکی محدود

مقیاس لگاریتمی (dB)

  • می‌تواند محدوده دینامیکی کامل را در یک نمودار واحد نمایش دهد
  • هم قله‌های کوچک و هم قله‌های بزرگ قابل مشاهده هستند
  • استاندارد برای تجزیه و تحلیل نیاز به محدوده دینامیکی وسیع
  • برای تشخیص دقیق ضروری است

محدوده دینامیکی یک ویژگی اساسی است که قابلیت سیستم اندازه‌گیری را برای مدیریت سیگنال‌هایی با دامنه وسیع تعریف می‌کند. درک محدوده دینامیکی، بهینه‌سازی آن از طریق تنظیمات مناسب بهره و انتخاب حسگر، و شناخت محدودیت‌های آن، امکان ثبت تمام اطلاعات تشخیصی - از نشانه‌های خطای اولیه ظریف گرفته تا ارتعاش مکانیکی غالب - را در اندازه‌گیری‌های ارتعاش جامع و قابل اعتماد فراهم می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ