Wat is dynamisch bereik? Meetbereikcapaciteit • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is dynamisch bereik? Meetbereikcapaciteit • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is dynamisch bereik? Meetbereikcapaciteit

Gepubliceerd door admin op

Dynamisch bereik begrijpen

Definitie: Wat is dynamisch bereik?

Dynamisch bereik is de verhouding tussen de grootste en kleinste signalen die een meetsysteem nauwkeurig kan verwerken, doorgaans uitgedrukt in decibel (dB). Voor trillingen Meetsystemen: dynamisch bereik definieert de afstand van de ruisvloer (minimaal detecteerbaar signaal) tot het verzadigingspunt (maximaal signaal vóór clipping of vervorming). Een breed dynamisch bereik maakt het mogelijk om zowel zeer kleine trillingen (vroege lagerdefecten) als zeer grote trillingen (ernstige onbalans) te meten met dezelfde instrumentopstelling.

Dynamisch bereik is cruciaal omdat echte machinetrillingen componenten bevatten met een breed amplitudebereik – van micro-g lagerdefecten tot multi-g onbalanskrachten. Een adequaat dynamisch bereik zorgt ervoor dat alle diagnostische informatie wordt vastgelegd zonder in ruis te verdwijnen of het meetsysteem te verzadigen.

Wiskundige uitdrukking

Formule

  • Dynamisch bereik (dB) = 20 × log₁₀ (maximaal signaal / minimaal signaal)
  • Voorbeeld: Max 10V, Min 1mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
  • Decibelschaal is compact voor grote verhoudingen

Lineaire verhouding

  • Dynamisch bereik kan ook worden uitgedrukt als een eenvoudige verhouding
  • 80 dB = 10.000:1-verhouding
  • 100 dB = 100.000:1 verhouding
  • 120 dB = 1.000.000:1-verhouding

Componenten die het dynamische bereik beïnvloeden

Bovengrens: Verzadiging

  • Sensorverzadiging: Maximale trilling vóór sensoruitgangsclips
  • Verzadiging A/D-converter: Maximale spanning vóór digitaliseringsklemmen (±5V, ±10V typisch)
  • Versterkerverzadiging: Signaalconditioneringsfasen kunnen clippen
  • Effect: Signaal bereikt een maximum, golfvorm vervormd, spectrum vertoont valse harmonischen

Ondergrens: ruisvloer

  • Sensorruis: Inherente elektrische ruis in sensorelektronica
  • Kabelruis: Elektrische interferentie in kabels
  • Instrumentgeluid: Elektronica-ruis in de analysator
  • Kwantiseringsruis: Van A/D-converterresolutie
  • Effect: Signalen onder de ruisvloer zijn niet te onderscheiden van ruis

Typische dynamische bereiken

Sensoren

  • IEPE-accelerometers: 80-100 dB typisch
  • Accelerometers met laadmodus: 100-120 dB
  • Snelheidsomvormers: 60-80 dB
  • Nabijheidssondes: 60-80 dB

Analysers en data-acquisitie

  • 16-bits A/D: ~96 dB theoretisch, 80-90 dB praktisch
  • 24-bits A/D: ~144 dB theoretisch, 110-120 dB praktisch
  • Moderne analysers: Typisch dynamisch systeembereik van 90-110 dB

Belang bij trillingsanalyse

Gelijktijdige kleine en grote signalen

  • Spectrum kan grote 1× pieken (onbalans) en kleine lagerfoutenpieken hebben
  • De verhouding kan 1000:1 of meer zijn (60 dB)
  • Een voldoende dynamisch bereik zorgt voor zowel zichtbare
  • Onvoldoende bereik: kleine pieken gaan verloren in ruis of grote pieken verzadigen

Envelopanalyse

  • Vereist het detecteren van impacten van lagers met lage energie in aanwezigheid van trillingen met hoge energie en lage frequentie
  • Groot dynamisch bereik cruciaal voor vroege detectie van lagerdefecten
  • Bandpassfiltering helpt, maar dynamisch bereik is nog steeds belangrijk

Spectrumanalyse

  • Wilt u zowel dominante pieken als kleine diagnostische pieken zien?
  • Logaritmische amplitudeschaal helpt bij het visualiseren van een breed scala
  • Dynamisch bereik bepaalt de zichtbare reikwijdte in het spectrum

Dynamisch bereik optimaliseren

Gain-instellingen

  • Pas de ingangsversterking aan om het volledige A/D-bereik te gebruiken
  • Te lage versterking: slechte resolutie (ruislimiet)
  • Te hoge versterking: clipping (verzadigingslimiet)
  • Optimaal: signaalpieken bij 70-80% van volledige schaal

Sensorselectie

  • Kiezen gevoeligheid overeenkomende verwachte trillingen
  • Hoge gevoeligheid voor lage trillingen
  • Lage gevoeligheid voor hoge trillingen
  • Compromissen als het trillingsbereik zeer breed is

Filteren

  • Hoogdoorlaatfilter verwijdert dominante laagfrequente componenten
  • Maakt het mogelijk om een hogere versterking te gebruiken op het resterende signaal
  • Verhoogt effectief het dynamische bereik voor hoogfrequente analyse
  • Strategie gebruikt bij envelopanalyse

Praktische kwesties

Verzadiging (Clipping)

  • Symptoom: Golfvorm afgeplat, valse harmonischen in spectrum
  • Oorzaak: Signaal overschrijdt systeembereik
  • Oplossing: Verminder de versterking, gebruik een sensor met een lagere gevoeligheid, filter grote componenten
  • Preventie: Controleer op clipping-indicatoren op het instrument

Geluidsbeperking

  • Symptoom: Kan geen kleine trillingsveranderingen detecteren, lawaaierig spectrum
  • Oorzaak: Signaal te dicht bij ruisvloer
  • Oplossing: Verhoog de versterking, gebruik een sensor met hogere gevoeligheid, betere kabel/aarding

Weergave en schaling

Lineaire schaal

  • Beperkt effectief weergavebereik (~40-50 dB)
  • Kleine pieken onzichtbaar als er grote pieken aanwezig zijn
  • Goed voor situaties met een beperkt dynamisch bereik

Logaritmische schaal (dB)

  • Kan het volledige dynamische bereik op één plot weergeven
  • Zowel kleine als grote pieken zichtbaar
  • Standaard voor analyses die een groot dynamisch bereik vereisen
  • Essentieel voor gedetailleerde diagnostiek

Dynamisch bereik is een fundamentele specificatie die de capaciteit van een meetsysteem definieert om signalen met een breed amplitudebereik te verwerken. Door het dynamische bereik te begrijpen, het te optimaliseren door middel van de juiste versterkingsinstellingen en sensorselectie, en de beperkingen ervan te herkennen, kunnen we alle diagnostische informatie – van subtiele vroege foutsignaturen tot dominante mechanische trillingen – vastleggen in uitgebreide, betrouwbare trillingsmetingen.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp