Vad är dynamiskt område? Mätningskapacitet för spann • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är dynamiskt område? Mätningskapacitet för spann • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är dynamiskt omfång? Mätningsspannskapacitet

Publicerad av admin på

Förstå dynamiskt omfång

Definition: Vad är dynamiskt omfång?

Dynamiskt omfång är förhållandet mellan de största och minsta signalerna som ett mätsystem kan hantera noggrant, vanligtvis uttryckt i decibel (dB). För vibration I mätsystem definierar det dynamiska området intervallet från brusgolvet (minsta detekterbara signal) till mättnadspunkten (maximal signal före klippning eller distorsion). Ett brett dynamiskt område möjliggör mätning av både mycket små vibrationer (tidiga lagerdefekter) och mycket stora vibrationer (allvarlig obalans) med samma instrumentuppsättning.

Dynamiskt omfång är avgörande eftersom verkliga maskinvibrationer innehåller komponenter som spänner över breda amplitudintervall – från lagerdefekter på mikrog till obalanskrafter på flera g. Ett tillräckligt dynamiskt omfång säkerställer att all diagnostisk information fångas upp utan att antingen försvinna i brus eller mätta mätsystemet.

Matematiskt uttryck

Formel

  • Dynamiskt omfång (dB) = 20 × log₁₀ (Maximal signal / Minimal signal)
  • Exempel: Max 10V, Min 1mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
  • Decibelskala hanterar stora förhållanden kompakt

Linjärt förhållande

  • Dynamiskt omfång kan också uttryckas som ett enkelt förhållande
  • 80 dB = 10 000:1-förhållande
  • 100 dB = 100 000:1-förhållande
  • 120 dB = förhållande 1 000 000:1

Komponenter som påverkar det dynamiska omfånget

Övre gräns: Mättnad

  • Sensormättnad: Maximal vibration innan sensorutgången klämmer
  • A/D-omvandlarens mättnad: Maximal spänning före digitaliseringsklämmor (±5V, ±10V typiskt)
  • Förstärkarens mättnad: Signalkonditioneringssteg kan klippas
  • Effekt: Signalen når toppnivå, vågformen är förvrängd, spektrumet visar falska övertoner

Undre gräns: Bullergolv

  • Sensorbrus: Inherent elektriskt brus i sensorelektronik
  • Kabelbrus: Elektriska störningar i kablar
  • Instrumentbrus: Elektroniskt brus i analysatorn
  • Kvantiseringsbrus: Från A/D-omvandlarens upplösning
  • Effekt: Signaler under brusgolvet kan inte skiljas från brus

Typiska dynamiska omfång

Sensorer

  • IEPE-accelerometrar: 80–100 dB typiskt
  • Accelerometrar i laddningsläge: 100–120 dB
  • Hastighetsgivare: 60–80 dB
  • Närhetssonder: 60–80 dB

Analysatorer och datainsamling

  • 16-bitars A/D: ~96 dB teoretiskt, 80-90 dB praktiskt
  • 24-bitars A/D: ~144 dB teoretiskt, 110–120 dB praktiskt
  • Moderna analysatorer: 90–110 dB typiskt systemdynamikområde

Betydelse i vibrationsanalys

Samtidiga små och stora signaler

  • Spektrumet kan ha stora 1×-toppar (obalans) och små lagerfelstoppar
  • Förhållandet kan vara 1000:1 eller mer (60 dB)
  • Tillräckligt dynamiskt omfång säkerställer både synliga
  • Otillräckligt räckvidd: små toppar förloras i bruset eller stora toppar mättas

Kuvertanalys

  • Kräver detektering av lågenergiska lagerstötar i närvaro av högenergiska lågfrekventa vibrationer
  • Brett dynamiskt område avgörande för tidig detektering av lagerfel
  • Bandpassfiltrering hjälper men dynamiskt omfång är fortfarande viktigt

Spektrumanalys

  • Vill se både dominanta toppar och små diagnostiska toppar
  • Logaritmisk amplitudskala hjälper till att visualisera ett brett spektrum
  • Dynamiskt omfång bestämmer det synliga omfånget i spektrumet

Optimera dynamiskt omfång

Inställningar för förstärkning

  • Justera ingångsförstärkningen för att använda hela A/D-området
  • För låg förstärkning: dålig upplösning (brusgräns)
  • För hög förstärkning: klippning (mättnadsgräns)
  • Optimal: signaltoppar vid 70-80% vid full skala

Sensorval

  • Välja känslighet matchande förväntad vibration
  • Hög känslighet för låg vibration
  • Låg känslighet för höga vibrationer
  • Kompromitterar om vibrationsområdet är mycket brett

Filtrering

  • Högpassfilter tar bort dominerande lågfrekventa komponenter
  • Möjliggör användning av högre förstärkning på återstående signal
  • Ökar effektivt det dynamiska omfånget för högfrekvent analys
  • Strategi som används i kuvertanalys

Praktiska problem

Mättnad (klippning)

  • Symptom: Vågform med platt topp, falska övertoner i spektrumet
  • Orsaka: Signalen överskrider systemets räckvidd
  • Lösning: Minska förstärkningen, använd sensor med lägre känslighet, filtrera stora komponenter
  • Förebyggande: Kontrollera klippindikatorerna på instrumentet

Bullerbegränsning

  • Symptom: Kan inte upptäcka små vibrationsförändringar, bullriga spektrum
  • Orsaka: Signalen är för nära brusgolvet
  • Lösning: Öka förstärkningen, använd sensor med högre känslighet, bättre kabel/jordning

Visning och skalning

Linjär skala

  • Begränsat effektivt visningsområde (~40-50 dB)
  • Små toppar syns inte om stora toppar finns
  • Bra för situationer med begränsat dynamiskt omfång

Logaritmisk skala (dB)

  • Kan visa hela dynamiska omfånget på ett enda diagram
  • Både små och stora toppar syns
  • Standard för analys som kräver brett dynamiskt omfång
  • Viktigt för detaljerad diagnostik

Dynamiskt omfång är en grundläggande specifikation som definierar mätsystems förmåga att hantera signaler som spänner över breda amplitudområden. Att förstå det dynamiska omfånget, optimera det genom korrekta förstärkningsinställningar och sensorval, och identifiera dess begränsningar, gör det möjligt att samla in all diagnostisk information – från subtila tidiga felsignaturer till dominerande mekanisk vibration – i omfattande och tillförlitliga vibrationsmätningar.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp