摩擦電気ノイズの理解

定義: 摩擦電気ノイズとは何ですか?

摩擦電気ノイズ 振動信号、特に圧電振動信号に悪影響を与える電気的干渉の一種である。 加速度センサーこれは、センサーケーブル自体が曲げ、屈曲、衝撃などの機械的運動を受けた際に発生する低周波ノイズ信号です。このノイズは測定対象機械の実際の振動とは無関係であるため、適切に制御しないと重大な測定誤差につながる可能性があります。

原因：摩擦電気効果

ノイズは、 摩擦電気効果2つの異なる物質が接触し、その後分離される際に静電気が発生する現象。典型的な同軸加速度計ケーブルは、中心導体、誘電体（絶縁層）、および外側シールドで構成されています。

ケーブルが曲げられると、誘電体と外側のシールドが互いに擦れ合い、微量の静電気が発生します。この静電気によって電圧が発生し、圧電センサーに接続された高感度アンプによって検出されます。その結果、機械の振動とは無関係な低周波の「ランブル」、つまり不要な電圧スパイクが振動信号に現れます。

摩擦電気ノイズの特性

• 低周波: ノイズは主に低周波現象であり、通常は 10 Hz 未満で発生します。
• 偽のスパイク: これは、ランダムな高振幅のスパイクとして現れることが多い。 時間波形.
• 「スキースロープ」スペクトラム： で FFTスペクトル、それは「スキースロープ」効果の一因となる可能性があり、ノイズフロアはスペクトルの低周波側で非常に高くなり、その後低下します。
• 繰り返し不可: ノイズは機械の回転と同期しておらず、測定間で再現できません。

なぜそれが問題なのでしょうか?

摩擦電気ノイズは、機械から発せられる真の低周波振動信号を覆い隠してしまう可能性があります。これは、低速機械の解析において深刻な問題となります。低周波振動には、重要な診断情報（1倍速回転時のアンバランスやミスアライメントなど）が含まれているからです。ノイズはこれらの真の信号を覆い隠したり、誤認させたりする可能性があり、誤診につながる可能性があります。

摩擦電気ノイズを防ぐ方法

摩擦電気ノイズを防止するには、適切なケーブルの選択と設置技術が必要です。

1. 高品質、低ノイズのケーブルを使用する: 信頼できるセンサーメーカーは「低ノイズ」ケーブルを提供しています。これらのケーブルは、誘電体と外側のシールドの間に特殊な導電性グラファイト層が施されています。この層はドレインとして機能し、静電気の蓄積を防ぎ、摩擦帯電効果を大幅に低減します。
2. ケーブルを固定する: これは最も重要な実用的ステップです。ケーブルは、センサーのできるだけ近くで機械の表面にしっかりと固定するか、接着する必要があります。これにより、ケーブルが機械と連動して振動し、ケーブルが単独で曲がったり動いたりすることがなくなります。ケーブルの緩んだループや垂れ下がった部分は、ノイズの主な発生源となります。
3. ケーブルの衝撃を避ける: ケーブルが、回転シャフトやその他の可動機械部品など、衝撃や振動の原因となる場所から離れた場所に配線されていることを確認してください。
4. 適切な接地: 摩擦電気効果とは直接関係ありませんが、メーカーの指示に従ってセンサーとケーブルが適切に接地されていることを確認することは、グランド ループなどの他の形式の電気ノイズを防ぐために不可欠です。

正しいタイプのケーブルを使用し、最も重要なこととして、ケーブルが適切に固定されていることを確認することで、摩擦電気ノイズの影響をほぼ完全に排除でき、よりクリーンで信頼性の高い低周波振動データが得られます。

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