非接触リニア変位センサーによるローター相対振動の測定。

バランセット-1Aでは、非接触リニアエンコーダを使用してローターの相対振動を測定できます。

1.1 センサーの種類と設定の選択
タスクに応じて、振動センサーまたは変位センサーを測定に使用することができる。
センサーのタイプを選択するには、「センサータイプ」パネル（メインウィンドウの下部）で、「バイブロ」または「リニア」のフィールドにマークを付ける必要があります。

図1.Balansetプログラムのメイン・ウィンドウ。

測定を開始する前に、センサーの変換係数が正しく設定されていることを確認する必 要があります。このためには、プログラムのメイン作業ウィンドウ（図1参照）で "F4-Settings "ボタンを押し、変換係数を入力するために設計された設定ウィンドウ（図2参照）に進みます。
図 2 に示す作業ウィンドウの対応するフィールドに、リニアセンサと振動センサの変換係 数を入力します。これらの係数は計器のパスポートで指定されています。通常は変更する必要はありません。
Balanset-1A測定器のセットに使用されているリニア変位センサーの場合、変換係数はそれぞれ次のようになる：
Kprl1= 0.94 mV/μm（第1チャンネルのセンサーの変換係数）；
Kprl2 = 0.94 mV/μm（第2チャンネルのセンサーの変換係数。
リニアエンコーダを正しく動作させるためには、測定対象物の表面から一定の距離をおいて設置する必要があります。表面とセンサーの端部間の公称クリアランスは3.5mmです。この場合、センサー出力には2.48ボルトの定電圧が発生します。この電圧は、第 1 チャンネルと第 2 チャンネルの "Channel1 "と "Channel2 "にそれぞれ表示されます。
これを補正するには、"Remove DC "ボタンを押す必要があります。わずかな残留オフセットが測定に支障をきたすことはありません。

図2.変換係数を入力し、使用するセンサーの種類を選択するための作業ウィンドウ

注目してほしい！
公称クリアランスとリニアエンコーダの変換係数の規定値は、スチール製のロータに対して与えられています。
その他の金属（銅、青銅、アルミニウム）製のローターの場合、公称クリアランスとセンサー変換係数は、ユーザーが校正を行うことによって実験的に決定する必要があります。

変更したパラメーターを保存するには、「OK」ボタンを押します。新しいパラメータはファイルに保存され、以降の測定に使用されます。

1.2 ローターの半径方向の振れを測定する。
ローターの半径方向の振れは、図3に示すスキームに従い、非接触プローブを用いて2つの平面で測定することができる。
必要であれば、時間関数とローター振れのスペクトルを測定し、プロットするために、以下を含む多くの準備作業を実施しなければならない：
- 測定が行われるローターの直径部分を選択する；
- 非接触リニア変位センサー5、6と位相角センサー7を、特別な装置（例えばマグネット式三脚）を使って機械のベッド上に設置する；
- リニアモーションの近接センサを測定ユニットのコネクタ X1 と X2 に、位相角センサをコネクタ X3 に接続します；
- 各リニアエンコーダのロータ表面と検出エレメント間の公称測定ギャップ∆を設定します（スチール製ロータの場合∆ = 3.5mm）；
- 位相角センサー7のトリガーに必要な反射マークをローター上に置き、センサーのトリガーを確認する；
- 測定ユニットをコンピュータに接続します。

図3.ローターの半径方向振れの測定

メイン作業ウィンドウ（図1参照）で "F8 - Charts "ボタンを押すと、コンピュータ・ディスプレイには "Graphs "ウィンドウ（図5参照）が表示され、ローターの半径方向振れの様々なグラフを作成することができます。

図5.チャート」モードの作業ウィンドウ

このウィンドウで「広帯域振動」ボタンを押すと、ローター半径方向の振れの時間関数が表示されます。
回転数振動」ボタンを押すと、ローター半径方向振れの逆数成分の時間関数が表示されます。
高調波(1/rev) "ボタンを押すと、ローターの振れを高調波系列に分解したグラフが表示されます。最初のハーモニクスはローターの逆周波数(1x)での振動の値に対応し、2番目のハーモニクスは2倍の周波数(2x)での振動の値に対応します。
Spectrum (Hz)" ボタンを押すと、ローターの半径方向の振れのスペクトルが表示されます。
Orbit "ボタンを押すと、ローターの軌道（歳差運動）のグラフが表示されます。

1.3 ローター軌道グラフの構築。

ローター軌道グラフの作成は、図6に示すスキームに従って行うことができる。

図6.1a-ローター（端面図）、1b-ローター（側面図）、2、3-非接触センサー、4-位相角センサーの反射マーク。

測定を行い、それに対応するグラフを作成するためには、以下のような多くの準備作業を行う必要がある：
- 非接触リニアエンコーダ2および3を、ロータの直径方向断面の一方に、互いに90°の角度で設置する。ただし、エンコーダ2の測定軸はX軸と一致し、エンコーダ3の測定軸はY軸と一致しなければならない；
- 各リニアエンコーダのローター表面と検出エレメント間の公称測定ギャップ∆x (∆u)を設定します（スチールの場合∆ = 3.5mm）；
- X-Z平面に位相角センサー（スキームには示されていない）をセットし、非接触センサー2の設置平面と一致させる；
- 位相角センサの動作に必要な反射マーク 4 を X - Z 平面のロータ 1 に設定します；
- 非接触リニアエンコーダ 2 と 3 を測定ユニットのコネクタ X1 と X2 に、位相角エンコーダをコネクタ X3 に接続します；
- 測定ユニットをコンピュータに接続します。
メイン作業ウィンドウ（図1参照）でローター軌道の測定を開始する。
F8 - Charts "ボタンを押し、作業ウィンドウ "Graphs"（図5参照）に進みます。このウィンドウは、ローターのラジアル・ ランアウトの様々なグラフを作成するためのものです。
この作業ウィンドウで "Orbit"（軌道）ボタンを押すと、コンピュータのディスプレイに作業ウィンドウが表示され、必要な測定サイクルが行われます（図7参照）。

図7.ローター軌道のグラフ。Balansetソフトウェア。

指定された作業ウィンドウ（図 7 参照）で作業を続けるには、ローターの回転をオンにし、"F9 - RUN "ボタンを押して、ローター 1 回転に相当する期間、ローターの半径方向の振れの瞬時値 Sxi と Sui を測定する必要があります。
測定中に得られた瞬時値SxiとSuiの配列は、制御ローターの軌道座標を計算するために使用され、式によって実行される：

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

ここでS∑iは、グラフのi番目の点について計算されたローター軌道座標の瞬時値である；
Sxi - ローターの半径方向の振れの瞬時値で、i 番目の点のセンサー 1 で座標 X によって測定される；
Sxi - ローター半径方向の振れの瞬時値で、i番目の点のセンサー2で座標Yにより測定。