了解振动测量中的串扰（跨轴灵敏度）

定义：什么是串扰？

相声，更正式的名称是 跨轴敏感度 或 横向灵敏度，是与振动传感器相关的测量误差，特别是 加速度计. 它指的是传感器响应垂直于其主测量轴的振动而产生输出信号的趋势。

理想情况下，用于测量垂直振动的加速度计只会响应垂直运动，而完全忽略任何水平或轴向运动。实际上，由于传感器结构中的微观缺陷，它对这些“离轴”振动的灵敏度会很低。这种不必要的输出就是串扰。

为什么串扰是一个问题？

串扰会污染振动数据并导致诊断错误。主要问题是，一个方向的振动可能会“泄漏”到另一个方向的测量中。

例如，假设一台机器的水平振动非常高，但垂直振动却很低。如果使用具有较高横轴灵敏度的垂直加速度计，它会拾取一部分强烈的水平振动并将其添加到输出中。由此产生的测量结果将显示比实际水平更高的垂直振动水平，这可能会导致分析人员误诊垂直方向的问题。

在以下情况下，这个问题尤其严重：

• 表演 模态分析 或 工作偏转形状（ODS） 分析，其中所有三个轴（X、Y 和 Z）的精确测量对于正确实现机器的运动动画至关重要。
• 诊断复杂机械故障时，不同方向的振动特性是识别根本原因的关键（例如，区分不同类型的 错位).
• 进行高精度平衡，特别是在平衡机上，平面分离精度至关重要。

量化串扰

跨轴灵敏度通常由传感器制造商指定为主轴灵敏度的百分比。例如，高质量的工业加速度计的跨轴灵敏度可能为 少于 5%这意味着，对于垂直于主轴施加的每 1 g 振动，传感器将在主方向上输出相当于小于 0.05 g 的信号。

总串扰误差取决于两个因素：

1. 传感器本身固有的横轴灵敏度。
2. 横向振动幅度与主测量方向振动幅度之比。

如果离轴方向的振动与被测振动相比极高，即使是横轴灵敏度较低的传感器也会产生显著的误差。

最大限度地减少串扰的影响

• 使用高质量传感器： 减少串扰的主要方法是使用高质量、精密设计且具有较低指定横轴灵敏度的加速度计。
• 正确安装： 安装不当会加剧串扰问题。传感器必须平放并垂直于测量表面安装，以确保其主轴与所需的测量方向正确对齐。
• 三轴加速度计： 对于需要精确多轴数据的应用，通常首选使用三轴加速度计。这些传感器将三个传感元件正交安装在一个模块中，并在工厂进行校准，以最大限度地减少轴之间的串扰。

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