Compreendendo a diafonia (sensibilidade entre eixos) na medição de vibração

Definição: O que é Cross-Talk?

Conversa cruzada, mais formalmente conhecido como sensibilidade entre eixos ou sensibilidade transversal, é um erro de medição associado aos transdutores de vibração, particularmente acelerómetros. Refere-se à tendência do transdutor de gerar um sinal de saída em resposta à vibração que é perpendicular ao seu eixo de medição primário.

Em um mundo ideal, um acelerômetro projetado para medir vibração vertical responderia apenas ao movimento vertical e ignoraria completamente qualquer movimento horizontal ou axial. Na realidade, devido a imperfeições microscópicas na construção do sensor, ele terá uma pequena sensibilidade a essas vibrações "fora do eixo". Essa saída indesejada é a diafonia.

Por que a diafonia é um problema?

A diafonia pode contaminar os dados de vibração e levar a erros de diagnóstico. O principal problema é que a vibração de uma direção pode "vazar" para a medição de outra direção.

Por exemplo, considere uma máquina com vibração horizontal muito alta, mas baixa vibração vertical. Se você usar um acelerômetro vertical com sensibilidade significativa entre eixos, ele captará uma parte da forte vibração horizontal e a adicionará à sua saída. A medição resultante mostrará um nível de vibração vertical mais alto do que o real, o que pode levar um analista a diagnosticar erroneamente um problema na direção vertical.

Isto é particularmente problemático quando:

• Executando análise modal ou Forma de Deflexão Operacional (ODS) análise, onde medições precisas em todos os três eixos (X, Y e Z) são essenciais para animar corretamente o movimento da máquina.
• Diagnosticar falhas em máquinas complexas onde as características de vibração em diferentes direções são essenciais para identificar a causa raiz (por exemplo, distinguir entre diferentes tipos de desalinhamento).
• Executar balanceamento de alta precisão, especialmente em uma máquina de balanceamento, onde a precisão da separação do plano é vital.

Quantificando a Diafonia

A sensibilidade do eixo transversal é normalmente especificada pelo fabricante do sensor como uma porcentagem da sensibilidade do eixo primário. Por exemplo, um acelerômetro industrial de alta qualidade pode ter uma sensibilidade do eixo transversal de menos de 5%. Isso significa que para cada 1 g de vibração aplicada perpendicularmente ao eixo principal, o sensor emitirá um sinal equivalente a menos de 0,05 g na direção primária.

O erro total de diafonia depende de dois fatores:

1. A sensibilidade inerente do eixo cruzado do próprio sensor.
2. A razão entre a magnitude da vibração na direção transversal e a magnitude da vibração na direção de medição primária.

Mesmo um sensor com baixa sensibilidade entre eixos pode produzir um erro significativo se a vibração na direção fora do eixo for extremamente alta em comparação à vibração que está sendo medida.

Minimizando os efeitos da diafonia

• Use sensores de alta qualidade: A principal maneira de minimizar a diafonia é usar acelerômetros de alta qualidade e engenharia de precisão com baixa sensibilidade de eixo cruzado especificada.
• Montagem adequada: Uma montagem inadequada pode agravar os problemas de diafonia. O sensor deve ser montado de forma plana e perpendicular à superfície de medição para garantir que seu eixo primário esteja corretamente alinhado com a direção de medição desejada.
• Acelerômetros triaxiais: Para aplicações que exigem dados multieixos precisos, o uso de um acelerômetro triaxial costuma ser preferível. Esses sensores possuem três elementos sensores montados ortogonalmente em um único bloco, calibrados na fábrica para minimizar a interferência entre os eixos.

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