Zrozumienie przesłuchu (czułości poprzecznej) w pomiarach drgań

Definicja: Czym jest przesłuch?

Przesłuchy, bardziej formalnie znany jako czułość poprzeczna lub wrażliwość poprzeczna, jest błędem pomiaru związanym z przetwornikami drgań, w szczególności akcelerometryOdnosi się do tendencji przetwornika do generowania sygnału wyjściowego w odpowiedzi na drgania, który jest prostopadły do jego głównej osi pomiarowej.

W idealnym świecie akcelerometr zaprojektowany do pomiaru drgań pionowych reagowałby wyłącznie na ruch pionowy i całkowicie ignorowałby wszelkie ruchy poziome lub osiowe. W rzeczywistości, ze względu na mikroskopijne niedoskonałości konstrukcji czujnika, będzie on miał niewielką czułość na te „pozaosiowe” drgania. Ten niepożądany sygnał wyjściowy to tzw. przesłuch.

Dlaczego przesłuchy stanowią problem?

Przesłuchy mogą zanieczyszczać dane dotyczące drgań i prowadzić do błędów diagnostycznych. Głównym problemem jest to, że drgania z jednego kierunku mogą „przenikać” do pomiaru z innego kierunku.

Rozważmy na przykład maszynę o bardzo wysokich wibracjach poziomych, ale niskich wibracjach pionowych. Jeśli użyjesz akcelerometru pionowego o znacznej czułości poprzecznej, wykryje on część silnych wibracji poziomych i doda ją do swojego sygnału wyjściowego. Uzyskany pomiar wykaże wyższy poziom wibracji pionowych niż w rzeczywistości, co może prowadzić do błędnej diagnozy problemu w kierunku pionowym.

Jest to szczególnie problematyczne, gdy:

• Działający analiza modalna lub Kształt ugięcia roboczego (ODS) analiza, w której dokładne pomiary we wszystkich trzech osiach (X, Y i Z) są kluczowe dla prawidłowej animacji ruchu maszyny.
• Diagnozowanie usterek w złożonych maszynach, w których charakterystyka drgań w różnych kierunkach ma kluczowe znaczenie dla określenia przyczyny źródłowej (np. rozróżnianie różnych typów drgań) niewspółosiowość).
• Wykonywanie precyzyjnego wyważania, szczególnie na wyważarkach, gdzie dokładność separacji płaszczyzn ma kluczowe znaczenie.

Kwantyfikacja przesłuchów

Czułość poprzeczna jest zazwyczaj określana przez producenta czujnika jako procent czułości osi głównej. Na przykład, wysokiej jakości akcelerometr przemysłowy może mieć czułość poprzeczną wynoszącą mniej niż 5%Oznacza to, że na każde 1 g drgań przyłożonych prostopadle do osi głównej czujnik wygeneruje sygnał o wartości mniejszej niż 0,05 g w kierunku głównym.

Całkowity błąd przesłuchu zależy od dwóch czynników:

1. Wrodzona czułość poprzeczna samego czujnika.
2. Stosunek wielkości drgań w kierunku poprzecznym do wielkości drgań w podstawowym kierunku pomiarowym.

Nawet czujnik o niskiej czułości poprzecznej może generować znaczny błąd, jeśli drgania poza osią są wyjątkowo duże w porównaniu z drganiami mierzonymi.

Minimalizowanie efektów przesłuchów

• Użyj czujników wysokiej jakości: Podstawowym sposobem minimalizacji przesłuchów jest stosowanie wysokiej jakości, precyzyjnie zaprojektowanych akcelerometrów o niskiej czułości poprzecznej.
• Prawidłowy montaż: Niewłaściwy montaż może zaostrzyć problem przesłuchu. Czujnik musi być zamontowany płasko i prostopadle do powierzchni pomiarowej, aby zapewnić prawidłowe wyrównanie jego osi głównej z pożądanym kierunkiem pomiaru.
• Akcelerometry trójosiowe: W zastosowaniach wymagających dokładnych danych wieloosiowych często preferowane jest użycie akcelerometru trójosiowego. Czujniki te składają się z trzech elementów pomiarowych zamontowanych ortogonalnie w jednym bloku, które są kalibrowane fabrycznie w celu zminimalizowania przesłuchów między osiami.

← Powrót do indeksu głównego