Dinamiskā diapazona izpratne

Ierīces

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Daļas

Vibrācijas sensors

$107.47

Daļas

Optiskais sensors (lāzera tahometrs)

$148.07

Ierīces

Balanset-4

$8,123.32

Daļas

Magnētiskā statīva izmērs-60 kgf

$54.93

Daļas

Reflective tape

$11.94

Ierīces

Dinamiskais balansētājs "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definīcija: Kas ir dinamiskais diapazons?

Dinamiskais diapazons ir attiecība starp lielāko un mazāko signālu, ko mērīšanas sistēma var precīzi apstrādāt, parasti izteikta decibelos (dB). vibrācija Mērīšanas sistēmās dinamiskais diapazons nosaka diapazonu no trokšņa līmeņa (minimālais nosakāmais signāls) līdz piesātinājuma punktam (maksimālais signāls pirms nobīdes vai kropļojumiem). Plašs dinamiskais diapazons ļauj ar vienu un to pašu instrumentu izmērīt gan ļoti mazas vibrācijas (agrīnus gultņu defektus), gan ļoti lielas vibrācijas (smagu disbalansu).

Dinamiskais diapazons ir kritiski svarīgs, jo reālas mašīnu vibrācijas satur komponentus, kas aptver plašu amplitūdas diapazonu — sākot no mikrogranču gultņu defektu triecieniem līdz vairāku gravitāciju nelīdzsvarotības spēkiem. Atbilstošs dinamiskais diapazons nodrošina, ka visa diagnostikas informācija tiek uztverta, nepazūdot troksnī un nepārslogojot mērīšanas sistēmu.

Matemātiska izteiksme

Formula

• Dinamiskais diapazons (dB) = 20 × log₁₀ (maksimālais signāls / minimālais signāls)
• Piemērs: Maks. 10 V, Min. 1 mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
• Decibelu skala kompakti pielāgojas milzīgām attiecībām

Lineārā attiecība

• Dinamisko diapazonu var izteikt arī kā vienkāršu attiecību
• 80 dB = attiecība 10 000:1
• 100 dB = 100 000:1 attiecība
• 120 dB = attiecība 1 000 000:1

Komponenti, kas ietekmē dinamisko diapazonu

Augšējā robeža: Piesātinājums

• Sensora piesātinājums: Maksimālā vibrācija pirms sensora izejas klipšiem
• A/D pārveidotāja piesātinājums: Maksimālais spriegums pirms digitalizētāja klipšiem (±5 V, ±10 V tipiski)
• Pastiprinātāja piesātinājums: Signāla kondicionēšanas posmi var tikt apgriezti
• Efekts: Signāls sasniedz maksimumu, viļņa forma ir izkropļota, spektrā redzamas viltus harmonikas

Apakšējā robeža: trokšņa robeža

• Sensora troksnis: Raksturīgs elektriskais troksnis sensoru elektronikā
• Kabeļa troksnis: Elektriskie traucējumi kabeļos
• Instrumentu troksnis: Elektronikas troksnis analizatorā
• Kvantizācijas troksnis: No analogciparu pārveidotāja izšķirtspējas
• Efekts: Signāli zem trokšņa līmeņa nav atšķirami no trokšņa

Tipiski dinamiskie diapazoni

Sensori

• IEPE akselerometri: 80–100 dB tipiski
• Uzlādes režīma akselerometri: 100–120 dB
• Ātruma devēji: 60–80 dB
• Tuvuma zondes: 60–80 dB

Analizatori un datu iegūšana

• 16 bitu analogciparu pārveidotājs: ~96 dB teorētiski, 80–90 dB praktiski
• 24 bitu analogciparu pārveidotājs: ~144 dB teorētiski, 110–120 dB praktiski
• Mūsdienu analizatori: 90–110 dB tipiskais sistēmas dinamiskais diapazons

Svarīgums vibrācijas analīzē

Vienlaicīgi mazi un lieli signāli

• Spektram var būt lieli 1× maksimumi (disbalanss) un mazi gultņu defektu maksimumi
• Attiecība var būt 1000:1 vai lielāka (60 dB)
• Pietiekams dinamiskais diapazons nodrošina gan redzamus
• Nepietiekams diapazons: mazi maksimumi zūd trokšņa dēļ vai lieli maksimumi piesātinās

Aploksnes analīze

• Nepieciešams noteikt zemas enerģijas gultņu triecienus augstas enerģijas zemfrekvences vibrācijas klātbūtnē
• Plašs dinamiskais diapazons ir kritiski svarīgs gultņu defektu agrīnai noteikšanai
• Joslas caurlaides filtrēšana palīdz, bet dinamiskais diapazons joprojām ir svarīgs

Spektra analīze

• Vēlaties redzēt gan dominējošās virsotnes, gan mazās diagnostiskās virsotnes
• Logaritmiskā amplitūdas skala palīdz vizualizēt plašu diapazonu
• Dinamiskais diapazons nosaka spektrā redzamo diapazonu

Dinamiskā diapazona optimizēšana

Pastiprinājuma iestatījumi

• Pielāgojiet ieejas pastiprinājumu, lai izmantotu pilnu analogciparu diapazonu
• Pārāk mazs pastiprinājums: slikta izšķirtspēja (trokšņa ierobežojums)
• Pārāk liels pastiprinājums: nobīde (piesātinājuma robeža)
• Optimāli: signāla maksimums pie pilnas skalas 70–80%

Sensora izvēle

• Izvēlieties jutīgums atbilstoša paredzamā vibrācija
• Augsta jutība zemai vibrācijai
• Zema jutība augstas vibrācijas gadījumā
• Kompromitē, ja vibrācijas diapazons ir ļoti plašs

Filtrēšana

• Augstas caurlaidības filtrs noņem dominējošo zemfrekvences komponentu
• Ļauj izmantot lielāku pastiprinājumu atlikušajam signālam
• Efektīvi palielina dinamisko diapazonu augstfrekvences analīzei
• Aploksnes analīzē izmantotā stratēģija

Praktiski jautājumi

Piesātinājums (apgriešana)

• Simptoms: Viļņu forma ar plakanu virsotni, viltus harmonikas spektrā
• Iemesls: Signāls pārsniedz sistēmas diapazonu
• Risinājums: Samaziniet pastiprinājumu, izmantojiet zemākas jutības sensoru, filtrējiet lielus komponentus
• Profilakse: Pārbaudiet instrumenta fiksācijas indikatorus

Trokšņa ierobežojums

• Simptoms: Nevar noteikt nelielas vibrācijas izmaiņas, trokšņains spektrs
• Iemesls: Signāls ir pārāk tuvu trokšņa robežai
• Risinājums: Palieliniet pastiprinājumu, izmantojiet augstākas jutības sensoru, labāku kabeli/zemējumu

Attēlojums un mērogošana

Lineāra skala

• Ierobežots efektīvais displeja diapazons (~40–50 dB)
• Mazas virsotnes nav redzamas, ja ir lielas virsotnes
• Piemērots ierobežota dinamiskā diapazona situācijām

Logaritmiskā skala (dB)

• Var attēlot pilnu dinamisko diapazonu vienā diagrammā
• Redzamas gan mazas, gan lielas virsotnes
• Standarts analīzei, kam nepieciešams plašs dinamiskais diapazons
• Būtiski detalizētai diagnostikai

Dinamiskais diapazons ir pamatspecifikācija, kas nosaka mērīšanas sistēmas spēju apstrādāt signālus, kas aptver plašu amplitūdas diapazonu. Dinamiskā diapazona izpratne, tā optimizēšana, izmantojot atbilstošus pastiprinājuma iestatījumus un sensoru izvēli, kā arī tā ierobežojumu atpazīšana ļauj iegūt visu diagnostikas informāciju — sākot no smalkām agrīnām kļūdu pazīmēm līdz dominējošai mehāniskai vibrācijai — visaptverošos un uzticamos vibrācijas mērījumos.

---

← Atpakaļ uz galveno indeksu