Šķērssarunas (šķērsasu jutības) izpratne vibrācijas mērījumos
Savstarpēja saruna — formālāk šķērsasu jutība vai šķērsvirziena jutība — ir mērījumu kļūda, kas raksturīga vibrācijas devēji, un jo īpaši akselerometri. Tas ir devēja īpašība radīt signālu, reaģējot uz vibrācijām, kas ir perpendikulāras paredzētajai mērījumu asij. Ideālā gadījumā akselerometrs, kas izstrādāts vertikālas kustības mērīšanai, reaģētu tikai uz vertikālo kustību un ignorēt visu horizontālo vai aksiālo. Reālajā dzīvē mikroskopiskas asimetrijas sensora elementā rada nelielu, bet no nulles atšķirīgu reakciju uz šiem „ārpus ass“ signāliem — un šis nevēlamais signāls ir pārrāvums.
1. Definīcija: Kas ir pārruna?
Katram praktiski izmantojamam akselerometram ir viena nominālā jutīgā ass, pa kuru tas ir kalibrēts. Jutība šķērsass virzienā raksturo, cik lielā mērā šis pats sensors reaģē uz kustību, kas ir perpendikulāra šai asij. Šī neprecizitāte rodas no nelielām novirzēm starp seismisko masu, pjezoelektrisko kristālu un stiprinājuma pamatni — skatīt pjezoelektriskais akselerometrs attiecībā uz pamatmehānismu. Tā kā kļūda ir iebūvēta sensora elementā, to nevar novērst ekspluatācijas apstākļos; to var tikai noteikt, samazināt līdz minimumam ražošanas procesā un kontrolēt, ievērojot labu mērīšanas praksi.
Ir vērts nošķirt pārklāšanos no elektriskajiem traucējumiem starp kanāliem. Šajā gadījumā šis termins attiecas uz mechanical reakcija starp asīm vienā sensora ietvaros, nevis signāla noplūde starp kabeļiem vai analizatora ieejām.
2. Kāpēc pārruna ir problēma?
Krustsignāli izkropļo vibrācijas datus un var tieši izraisīt diagnostikas kļūdas, jo vibrācijas no viena virziena „iesūcas“ cita virziena mērījumos. Iedomāsimies iekārtu ar ļoti spēcīgu horizontālo vibrāciju, bet vāju vertikālo vibrāciju. Vertikāli uzstādīts akselerometrs ar ievērojamu krustvirziena jutību uztver daļu no šīs spēcīgās horizontālās kustības un pieskaita to savam izvades signālam. Rezultātā rādījums parāda lielāku vertikālo amplitūda nekā patiesībā ir — un analītiķis var meklēt vertikālu lūzumu, kura patiesībā nav.
Tas kļūst īpaši apgrūtinoši, ja:
- Izrāde modālā analīze vai Darbības novirzes forma (ODS) analīze, kur precīzi mērījumi visās trīs asīs (X, Y, Z) ir būtiski, lai pareizi modelētu mašīnas kustību. Nepareizi sadalīta enerģija starp asīm izkropļo aprēķinātās rezonanses formas.
- Kļūdu diagnosticēšana sarežģītās iekārtās, kur virziena raksturlielums ir galvenais faktors cēloņa noskaidrošanā — piemēram, atšķirīgu veidu neatbilstība from genuine nelīdzsvarotība.
- Veicot augstas precizitātes balansēšanu — it īpaši uz balansēšanas mašīna, kur lidmašīnu savstarpējā attāluma noteikšanas precizitāte ir atkarīga no tīriem un virzienā precīziem signāliem.
3. Pārrunu kvantificēšana
Sensora ražotājs parasti norāda šķērsasijas jutību kā procentuālo daļu no galvenās asijas jutīgums. Labam rūpnieciskajam akselerometram varētu būt norādīts mazāk nekā 5%; precīzijas laboratorijas ierīcēm šie rādītāji ir ievērojami labāki. 5 % rādītājs nozīmē, ka par katru 1 g vibrācijas, kas tiek pielikta perpendikulāri galvenajai asij, sensors ģenerē signālu, kas atbilst mazāk nekā 0,05 g galvenajā virzienā.
Portāls kopā redzamā pārrunu kļūda ir atkarīga no divu faktoru mijiedarbības:
- Sensora paša raksturīgā šķērsvirziena ass jutība.
- Šķērsvirziena svārstību amplitūdas attiecība pret amplitūdu, ko mēra gar galveno asi.
Otro faktoru ir viegli nepietiekami novērtēt. Pat sensors ar zemu šķērsvirziena jutību var radīt ievērojamu kļūdu, ja novirzes virziena vibrācija ir daudz lielāka nekā vajadzīgais signāls.
Praktisks piemērs: sensors ar 4 % šķērsvirziena jutību, kas uzstādīts, lai reģistrētu 1,0 mm/s vertikālo kustību, kamēr horizontālā kustība ir 10 mm/s, var uztvert aptuveni 0,04 × 10 = 0,4 mm/s nevēlamu signālu — tas nozīmē 40 % kļūdu vērtībā, kas jums ir svarīga.
Labvēlīgākie un nelabvēlīgākie kļūdu gadījumi ir atkarīgi arī no dominējošās šķērsvirziena kustības leņķiskās orientācijas, jo paša šķērsasijas jutīgums mainās atkarībā no virziena ap sensoru.
4. Pārrunu ietekmes mazināšana
- Izmantojiet augstas kvalitātes sensorus: Vienkāršākais risinājums ir precīzi izstrādāts akselerometrs ar zemu norādīto šķērsvirziena jutību. A šķērsvirziena akselerometrs parasti nodrošina labāku šķērsvirziena izolāciju nekā kompresijas konstrukcija.
- Uzstādiet to pareizi: Nabadzīgs montāža pastiprina krustsignālu. Sensoram jāatrodas horizontāli un perpendikulāri virsmai, lai tā galvenā ass būtu precīzi saskaņota ar paredzēto virzienu; novietots sensors faktiski maina savu asi. Sekojiet ISO 5348 mehāniskai uzstādīšanai.
- Izmantojiet trīsasu akselerometrus: Ja nepieciešami precīzi daudzasu dati, trīsasu sensors — trīs ortogonāli sensoru elementi vienā blokā, rūpnīcā kalibrēti, lai līdz minimumam samazinātu asu savstarpējo ietekmi — bieži vien ir labāka izvēle un novērš nepieciešamību minēt orientāciju.
- Pārbaudiet kalibrēšanas sertifikātu: A traceable kalibrēšanas sertifikāts norāda konkrētā vienības izmērīto šķērsvirziena jutību, nevis tikai tipa pārbaudē noteikto maksimālo vērtību.
Praksē parasti vislabākais risinājums ir pareiza uzstādīšana. Divkanālu lauka mērinstruments, piemēram, Balanset-1A balstās uz to, ka katrs akselerometrs precīzi nolasa datus savā plaknē; sensors, kas ar tapu piestiprināts perpendikulāri apstrādātai pamatnei, nodrošina precīzu virziena noteikšanu 1× amplitūda un fāze, turpretim magnēts, kas piestiprināts pie izliekta, krāsota korpusa, rada gan savstarpēju traucējumu, gan pieaugoša rezonanse lai sagrozītu mērījumu.
