מהו טווח דינמי? יכולת טווח מדידה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור מכונות ריסוק איזון דינמי, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים מהו טווח דינמי? יכולת טווח מדידה • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור מכונות ריסוק איזון דינמי, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים

מהו טווח דינמי? יכולת טווח מדידה

פורסם על ידי admin ב-

הבנת טווח דינמי

הגדרה: מהו טווח דינמי?

טווח דינמי הוא היחס בין האותות הגדולים ביותר והקטנים ביותר שמערכת מדידה יכולה לטפל בהם במדויק, מבוטא בדרך כלל בדציבלים (dB). עבור רֶטֶט במערכות מדידה, טווח דינמי מגדיר את הטווח מרצפת הרעש (אות מינימלי לגילוי) ועד לנקודת הרוויה (אות מקסימלי לפני גזירה או עיוות). טווח דינמי רחב מאפשר מדידה של תנודות קטנות מאוד (פגמים מוקדמים במיסבים) וגם של תנודות גדולות מאוד (חוסר איזון חמור) עם אותה הגדרת מכשיר.

טווח דינמי הוא קריטי מכיוון שרטט מכונות אמיתי מכיל רכיבים המשתרעים על פני טווחי אמפליטודה רחבים - החל מפגיעות פגמים במיסבים בעלי עוצמת מיקרו-ג'ול ועד לכוחות חוסר איזון מרובי-ג'ול. טווח דינמי הולם מבטיח שכל מידע האבחון ייקלט מבלי להיעלם לתוך רעש או להרוות את מערכת המדידה.

ביטוי מתמטי

נוּסחָה

  • טווח דינמי (dB) = 20 × log₁₀ (אות מקסימלי / אות מינימלי)
  • דוגמה: מקסימום 10 וולט, מינימום 1 מיליוולט → DR = 20 × log(10/0.001) = 80 דציבלים
  • סולם דציבלים מתאים ליחסים עצומים בצורה קומפקטית

יחס ליניארי

  • ניתן לבטא את הטווח הדינמי גם כיחס פשוט
  • יחס של 80 דציבלים = 10,000:1
  • יחס של 100 דציבלים = 100,000:1
  • 120 דציבלים = יחס של 1,000,000:1

רכיבים המשפיעים על טווח דינמי

גבול עליון: רוויה

  • רוויה של חיישן: רטט מקסימלי לפני חיבור פלט החיישן
  • רוויה של ממיר A/D: מתח מקסימלי לפני קליפסי הדיגיטציה (±5V, ±10V טיפוסי)
  • רוויה של מגבר: שלבי עיבוד אותות יכולים להיחתך
  • אֵפֶקְט: האות מגיע לשיאו, צורת הגל מעוותת, הספקטרום מראה הרמוניות שגויות

גבול תחתון: רצפת רעש

  • רעש חיישן: רעש חשמלי אינהרנטי באלקטרוניקה של חיישנים
  • רעש כבל: הפרעות חשמליות בכבלים
  • רעש המכשיר: רעש אלקטרוני במנתח
  • רעש קוונטיזציה: מרזולוציית ממיר A/D
  • אֵפֶקְט: אותות מתחת לרצפת הרעש אינם ניתנים להבחנה מרעש

טווחים דינמיים אופייניים

חיישנים

  • מדי תאוצה של IEPE: 80-100 דציבלים אופייניים
  • מדי תאוצה במצב טעינה: 100-120 דציבלים
  • מתמרי מהירות: 60-80 דציבלים
  • גששי קרבה: 60-80 דציבלים

מנתחים ורכישת נתונים

  • A/D של 16 סיביות: ~96 dB תיאורטי, 80-90 dB מעשי
  • A/D של 24 סיביות: ~144 dB תיאורטי, 110-120 dB מעשי
  • מנתחים מודרניים: טווח דינמי טיפוסי של מערכת 90-110 dB

חשיבות בניתוח רטט

אותות קטנים וגדולים בו זמנית

  • הספקטרום עשוי להיות בעל שיא גדול של × 1 (חוסר איזון) ושיאים קטנים של תקלות בכיוון המסלול
  • יחס יכול להיות 1000:1 או יותר (60 dB)
  • טווח דינמי מספק מבטיח גם נראות לעין
  • טווח לא מספיק: שיאים קטנים הולכים לאיבוד ברעש או שיאים גדולים רוויים

ניתוח מעטפה

  • דורש גילוי פגיעות בעלות אנרגיה נמוכה בנוכחות רטט בעל אנרגיה גבוהה בתדר נמוך
  • טווח דינמי רחב קריטי לגילוי מוקדם של פגמי מיסב
  • סינון פס-מעבר עוזר, אבל הטווח הדינמי עדיין חשוב

ניתוח ספקטרום

  • רוצה לראות גם שיאים דומיננטיים וגם שיאים אבחנתיים קטנים
  • סולם אמפליטודה לוגריתמי מסייע להמחיש טווח רחב
  • טווח דינמי קובע את הטווח הנראה בספקטרום

אופטימיזציה של טווח דינמי

הגדרות הגברה

  • כוונן את הגבר הקלט כדי להשתמש בטווח A/D מלא
  • הגבר נמוך מדי: רזולוציה ירודה (מגבלת רעש)
  • הגבר גבוה מדי: חיתוך (מגבלת רוויה)
  • אופטימלי: שיאי אות ב-70-80% של קנה מידה מלא

בחירת חיישן

  • לִבחוֹר רְגִישׁוּת תואם את הרטט הצפוי
  • רגישות גבוהה לרטט נמוך
  • רגישות נמוכה לרטט גבוה
  • פשרות אם טווח הרטט רחב מאוד

סִנוּן

  • מסנן מעביר גבוה מסיר רכיב דומיננטי בתדר נמוך
  • מאפשר שימוש בהגבר גבוה יותר על האות שנותר
  • מגדיל ביעילות את טווח הדינמיקה לניתוח בתדרים גבוהים
  • אסטרטגיה המשמשת בניתוח מעטפת

סוגיות מעשיות

רוויה (גזירה)

  • סִימפּטוֹם: הרמוניות שווא בספקטרום, שטוחות ומגובשות בצורת גל
  • לִגרוֹם: האות חורג מטווח המערכת
  • פִּתָרוֹן: הפחת את ההגבר, השתמש בחיישן בעל רגישות נמוכה יותר, סנן רכיבים גדולים
  • מְנִיעָה: בדוק אם יש מחווני חיתוך על המכשיר

הגבלת רעש

  • סִימפּטוֹם: לא ניתן לזהות שינויים קטנים ברטט, רועש ספֵּקטרוּם
  • לִגרוֹם: אות קרוב מדי לרצפת הרעש
  • פִּתָרוֹן: הגדלת הגבר, שימוש בחיישן בעל רגישות גבוהה יותר, כבל/האקה טובים יותר

תצוגה וקנה מידה

קנה מידה ליניארי

  • טווח תצוגה אפקטיבי מוגבל (~40-50 dB)
  • פסגות קטנות בלתי נראות אם יש פסגות גדולות
  • טוב למצבים של טווח דינמי מוגבל

סולם לוגריתמי (dB)

  • ניתן להציג טווח דינמי מלא על גבי גרף יחיד
  • פסגות קטנות וגדולות נראות לעין
  • תקן לניתוח הדורש טווח דינמי רחב
  • חיוני לאבחון מפורט

טווח דינמי הוא מפרט בסיסי המגדיר את יכולת מערכת המדידה לטפל באותות המשתרעים על פני טווחי אמפליטודה רחבים. הבנת הטווח הדינמי, אופטימיזציה שלו באמצעות הגדרות הגבר ובחירת חיישנים נכונות, והכרה במגבלותיו מאפשרים ללכוד את כל מידע האבחון - החל מחתימות תקלות מוקדמות ועד רעידות מכניות דומיננטיות - במדידות רעידות מקיפות ואמינות.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ