A keresztbehallás (tengelyek közötti érzékenység) megértése a rezgésmérésben
Áthallás - hivatalosabban keresztirányú érzékenység vagy keresztirányú érzékenység - a mérési hiba a rezgésátalakítók, és különösen a gyorsulásmérők. Ez a jelátalakító azon hajlama, hogy a tervezett mérési tengelyre merőleges rezgés hatására kimeneti jelet adjon. Egy ideális világban a függőleges mozgás mérésére épített gyorsulásmérő a következő reakciót adná meg csak a függőleges mozgásra, és figyelmen kívül hagynak mindent, ami vízszintes vagy tengelyirányú. A valóságban az érzékelő elem mikroszkopikus aszimmetriái kis, de nem nulla válaszreakciót adnak ezekre a “tengelyen kívüli” bemenetekre - és ez a nem kívánt kimenet a keresztbeszélgetés.
1. Meghatározás: Mi az a kereszthallgatás?
Minden gyakorlati gyorsulásmérőnek van egy névleges érzékeny tengelye, amely mentén kalibrálják. A kereszttengely-érzékenység azt írja le, hogy ugyanaz az érzékelő mennyire reagál az adott tengelyre merőleges mozgásra. A tökéletlenség a szeizmikus tömeg, a piezoelektromos kristály és a rögzítőalap közötti apró eltérésekből adódik - lásd a piezoelektromos gyorsulásmérő a mögöttes mechanizmusra vonatkozóan. Mivel a hiba az érzékelőelembe van beépítve, a terepen nem lehet azt kiküszöbölni; csak meghatározni, a gyártás során minimalizálni és a helyes mérési gyakorlat segítségével kezelni lehet.
Érdemes megkülönböztetni a keresztbeszélgetést az elektromos csatorna-csatorna interferenciától. Itt a kifejezés a következőkre utal mechanikus kereszttengely-válasz egyetlen érzékelőn belül, nem pedig a jelszivárgás a kábelek vagy az analizátor bemenetei között.
2. Miért jelent problémát a keresztbeszélgetés?
A kereszthallás szennyezi a rezgési adatokat, és közvetlenül diagnosztikai hibákhoz vezethet, mivel az egyik irányból érkező rezgés “beszivárog” a másik irányú mérésbe. Gondoljunk egy olyan gépre, amelynek nagyon magas a vízszintes rezgése, de alacsony a függőleges rezgése. Egy függőlegesen elhelyezett, jelentős kereszttengely-érzékenységgel rendelkező gyorsulásmérő az erős vízszintes mozgás egy töredékét veszi fel, és hozzáadja a saját kimenetéhez. A leolvasás így több függőleges amplitúdó mint amilyen valójában létezik - és az elemző olyan függőleges irányú hibát kereshet, ami nincs is ott.
Ez különösen akkor válik problémássá, ha:
- Előadás modális elemzés vagy Üzemi eltérítési alak (ODS) elemzés, ahol mindhárom tengelyen (X, Y, Z) pontos mérések szükségesek a gép mozgásának helyes animálásához. A kereszttengelyek téves energiája torzítja a kiszámított módusformákat.
- Hibák diagnosztizálása olyan összetett gépekben, ahol az irányfüggő jellegzetesség a kulcs a kiváltó okhoz - például a különböző típusú gépek irányfüggő viselkedésének szétválasztása. eltérés valódi kiegyensúlyozatlanság.
- A nagy pontosságú kiegyensúlyozás elvégzése - különösen egy kiegyensúlyozó gép, ahol a síkbeli elválasztás pontossága a tiszta, irányhű jelektől függ.
3. A keresztbeszélgetés számszerűsítése
A kereszttengely-érzékenységet az érzékelő gyártója általában az elsődleges tengely százalékában adja meg. érzékenység. Egy jó ipari gyorsulásmérő a következőket adhatja meg kevesebb, mint 5%; a precíziós laboratóriumi egységek lényegesen jobban teljesítenek. Az 5% érték azt jelenti, hogy a főtengelyre merőlegesen alkalmazott minden 1 g rezgésre az érzékelő az elsődleges irányban kevesebb mint 0,05 g-nak megfelelő jelet ad ki.
A teljes A ténylegesen észlelt kereszthangzási hiba két tényező együttes működésétől függ:
- Magának az érzékelőnek a tengelyirányú érzékenysége.
- A keresztirányú rezgés nagyságának és az elsődleges tengely mentén mért nagyságnak a hányadosa.
A második tényezőt könnyű alábecsülni. Még egy alacsony kereszttengely-érzékenységű érzékelő is jelentős hibát produkálhat, ha a tengelyen kívüli rezgés jóval nagyobb, mint az érdeklődésre számot tartó jel.
Munkapélda: egy 4% kereszttengely-érzékenységű érzékelő, amely 1,0 mm/s függőleges szint leolvasására van felszerelve, miközben vízszintesen 10 mm/s a sebesség, nagyjából 0,04 × 10 = 0,4 mm/s zavaró jelet vehet fel - ez 40% hiba a számunkra fontos mennyiségben.
A legjobb és legrosszabb eset hibái a domináns keresztirányú mozgás szögelrendezésétől is függnek, mivel a keresztirányú érzékenység maga is változik az érzékelő körüli iránytól függően.
4. A keresztbeszélgetések hatásainak minimalizálása
- Használjon kiváló minőségű érzékelőket: A legközvetlenebb védekezés egy precíziós gyorsulásmérő, amely alacsony kereszttengely-érzékenységgel rendelkezik. A nyírómódú gyorsulásmérő jellemzően jobb keresztirányú visszaverődést biztosít, mint a kompressziós kialakítás.
- Szerelje fel megfelelően: Szegény felszerelés eltúlozza a keresztbeszélgetést. Az érzékelőnek síkban és a felületre merőlegesen kell elhelyezkednie, hogy elsődleges tengelye valóban a kívánt irányba igazodjon; a megdöntött érzékelő gyakorlatilag átdefiniálja saját tengelyeit. Kövesse a címet. ISO 5348 mechanikus rögzítéshez.
- Használjon háromtengelyű gyorsulásmérőket: Ha pontos többtengelyes adatokra van szükség, a háromtengelyes érzékelő - három ortogonális érzékelőelem egy blokkban, gyárilag kalibrálva a tengelyek közötti keresztbeszélgetések minimalizálása érdekében - gyakran jobb választás, és megszünteti a tájolással kapcsolatos találgatásokat.
- Ellenőrizze a kalibrálási tanúsítványt: Nyomon követhető kalibrálási tanúsítvány a mért keresztirányú érzékenységet adja meg az adott egységre vonatkozóan, nem csak a típusvizsgálati maximumot.
A terepen a gyakorlati válasz általában a fegyelmezett szerelés. Egy kétcsatornás terepi műszer, mint például a Balanset-1A arra támaszkodik, hogy minden egyes gyorsulásmérő tisztán leolvassa a saját síkját; egy megmunkált alátétre négyzetesen szerelt szenzorcsap 1× irányhűen adja meg az irányt. amplitúdó és fázis, míg egy ívelt, festett házon elhelyezett mágnes keresztbeszélgetésre és fokozódó rezonancia a mérés megrongálására.
