Бесплатный инженерный инструмент
Калькулятор резонанса крепления акселерометра
Рассчитайте рабочий диапазон частот вашего акселерометра в зависимости от способа крепления. Сравните, как шпилечное, клеевое, магнитное крепление и измерение щупом влияют на полосу частот измерения.
Результаты
Влияние способа крепления на резонанс
Для каждого акселерометра указана резонансная частота, рассчитанная для идеального (шпилечного) крепления. При использовании менее жестких способов крепления резонансная частота системы снижается, поскольку крепление вносит в систему упругую деформацию (пружинный эффект).
Где k — коэффициент снижения из-за крепления, обычно:
Способы крепления — типичные значения резонанса
| Способ крепления | Типичная резонансная частота при данном креплении | Коэффициент k | Рабочий диапазон частот (при ±3 дБ) |
|---|---|---|---|
| Крепление на шпильках | 28–32 кГц | 0,90–0,95 | ~10 кГц |
| Тонкий клеевой слой | 18–22 кГц | 0,60–0,70 | ~6–7 кГц |
| Толстая клеевая прокладка | 12–16 кГц | 0,40–0,50 | ~4–5 кГц |
| Плоский магнит | 6–8 кГц | 0,20–0,25 | ~2–2,5 кГц |
| Двухполюсный магнит | 3–5 кГц | 0,10–0,15 | ~1–1,5 кГц |
| Наконечник щупа / ручное удержание | 1,5–2,5 кГц | 0,05–0,08 | ~0,5–0,8 кГц |
ℹ️ Практическое правило: Используйте только до 1/3 от резонансной частоты при данном способе крепления для измерений с точностью ±3 дБ. Для ±1 дБ используйте только 1/5. Для максимальной точности (±0,5 дБ) используйте только 1/10.
Практические рекомендации
- Мониторинг на основе маршрутов: Крепление на магнит широко распространено — допустимо для частот до ~2 кГц (120,000 циклов/мин)
- Постоянный мониторинг: Для максимальной полосы частот и повторяемости всегда используйте шпилечное крепление
- Быстрая проверка: Наконечник щупа подходит для низкочастотных измерений (1× и 2× частоты вращения на тихоходных машинах)
- Анализ подшипников: Для высокочастотного детектирования огибающей требуется крепление на шпильку или тонкий клеевой слой
⚠️ Важно: Масса датчика должна быть <10 % массы конструкции в точке измерения. Тяжелые датчики на легких конструкциях еще сильнее снижают резонансную частоту при данном креплении и могут изменять измеряемую вибрацию.
Резонанс после установки — это собственная частота объединённой системы датчик + крепление. Она всегда ниже резонансной частоты датчика без крепления, поскольку крепление вносит податливость (действует как пружина). Это ограничивает рабочий частотный диапазон измерения.
Вблизи резонанса амплитудный отклик датчика резко возрастает — до +30 dB на самой резонансной частоте. На частоте 1/3 от резонансной отклик отличается от ровной характеристики приблизительно в пределах ±3 dB, что приемлемо для большинства промышленных измерений. Для более высокой точности используйте 1/5 или 1/10.
Для анализа подшипников рекомендуется крепление на шпильке или на тонком слое клея (цианоакрилата), поскольку высокочастотные составляющие (огибающая/демодуляция до 10–20 kHz) необходимо точно регистрировать. Магнитные крепления отсекают слишком много высокочастотной информации.
Да. Более тяжёлые датчики снижают резонансную частоту после установки. Кроме того, если масса датчика значительна относительно массы конструкции (>10%), он создаёт дополнительную массовую нагрузку на конструкцию и изменяет её вибрационные характеристики. Всегда выбирайте самый лёгкий датчик, который соответствует требованиям к чувствительности.
Да. Используйте редкоземельный магнит с плоским основанием на чистой, плоской, механически обработанной поверхности. Обеспечьте плотный контакт. Избегайте краски или ржавчины под магнитом. Плоский магнит на хорошей поверхности позволяет достичь резонансной частоты после установки 7–8 kHz; двухполюсный магнит на шероховатой поверхности может обеспечить лишь 3 kHz.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные акселерометры и виброанализаторы с вариантами крепления на шпильку, магнит и клеевой слой.
