Форум ZETLAB

Архив обсуждений, технических вопросов и ответов по оборудованию, программному обеспечению и внедрению измерительных систем.

Страницы: 1 2 След.
RSS
Консультация по возможности применения акселерометра
 
День добрый. Несколько лет назад приобели в вашей компании анализатор спектра A17-U8 и акселерометр AP2037-10. Предназначение - измерение частоты и амплитуды колебаний пластины (расположена горизонтально) вибростенда. Приводится сия установка в действие вибратором. Вибростенд только сейчас вошел в завершающую стадию сборки, а у нас появились сомнения в правильности выбранного акселерометра. ТЗ от разработчиков звучит так, дословно (им его спустили "сверху"): Максимальная амплитуда колебаний при максимальном весе изделия - 3.75 мм. Максимальная центробежная сила - 3840 кг. Рабочий диапазон частот 5-60 Гц. Ударных воздействий не будет, измерять их соответственно не нужно. Правильно ли мы подобрали датчик, достаточная ли чувствительность??? А если амплитуда колебаний вырастет до 7 мм, то сможем ли мы её измерить? С Уважением, А.В. Баранов ФГУП "НПП "Прогресс", г. Омск
 
Здравствуйте. Выбранный вами датчик АР2037-10 имеет амплитудный диапазон измерения виброускорения 500 g. Рассчитав по формуле ускорение вибростенда, я получил, что при частоте вибрации 60 Гц и амплитуде перемещения 3,75 мм ускорение равно: A = (2 * pi * F)^2 / 1000 * D = (2 * pi * 60 Гц)^2 / 1000 * 3,75 мм = 533 м/с^2 = 54,3 g Таким образом, амплитудный диапазон датчика достаточен для измерений. Даже если амплитуда перемещения вырастет до 7 мм, ускорение вырастет до 101 g.
 
Спасибо за оперативный ответ. А разве D в вашей формуле это не размах колебаний (двойная амплитуда)? В таком случае нужно умножить правую сторону равенства на 2, что бы перести размах в амплитуду, ведь наши 7 мм амплитуды = 14 мм размаха. В таком случае при 60Гц ускорение достигнет 200g, что тоже покрывается датчиком. Ещё вопрос. При работе в диапазоне (5-30) Гц как сильно изменится погрешность измерения виброускорения (а значит амплитуды и виброскорости, их автоматически обрабатывает программа Виброметр) по сравнению с измерениями, выполненными в амплитудном диапазоне виброускорения, близким к предельным значения нашего датчика?
 
Здравствуйте. Если принять, что D это размах перемещения, то тогда в результате получится размах виброускорения, а это не совсем то что необходимо. При работе в диапазоне низких частот ( 5 - 30 Гц ) ограничивающим параметром является предельное перемещение штока вибростенда. Я, к сожалению, модель вашего вибростенда не знаю, поэтому проведу расчёт для предельного перемещения 7 мм. На частоте 30 Гц виброускорение будет максимально возможным и будет равно: A(30) = (2 * pi * 30 Гц)^2 / 1000 * 7 мм = 248 м/с^2 = 25,3 g на частоте 5 Гц виброускорение будет минимально возможным и будет равно: A(5) = (2 * pi * 5 Гц)^2 / 1000 * 7 мм = 6,9 м/с^2 = 0,7 g Таким образом амплитуда виброускорения на частоте 5 Гц будет в 714 раз меньше предельно измеримой. При подключении датчика к анализатору ZET017 разрядность, которого составляет 16 бит, квантование аналогового сигнала будет проводится всего по 16 - 1 - 9 = 6 битам (1-й старший бит исключается, 512 < 714 < 1024, т.е. 2^9 < 2^log2(714) < 2^10 ). 2 младших бита обычно создают "цифровой шум", по этому соотношение сигнал/шум будет составлять всего 24 дБ в лучшем случае (1 бит = 6 дБ) для 5 Гц и 60 дБ для 30 Гц. В наших устройствах есть возможность изменения динамического диапазона измерений с шагом в 10 раз. То есть, с каждым шагом максимальная амплитуда измерений и погрешность измерений, связанных с цифровыми шумами, уменьшаются в 10 раз (соотношение сигнал/шум растёт на 20 дБ). В вашем случае при проведении испытаний в диапазоне частот от 5 до 30 Гц вы можете уменьшить диапазон в 10 раз. Предельная амплитуда измерения виброускорения составит 50 g, а соотношение сигнал/шум составит 44 дБ для 5 Гц и 80 дБ для 30 Гц. Но необходимо заметить, что при уменьшении динамического диапазона будет расти вклад в суммарную погрешность со стороны фоновых шумов, т.е. датчики будут слышать любой посторонний шум: вибрации здания, шаги, разговор и прочее.
 
Уважаемый Александр. В ТЗ от вашего заказчика прозвучала "странная" фраза: Максимальная центробежная сила - 3840 кг. что в контексте Максимальная амплитуда колебаний при максимальном весе изделия - 3.75 мм. Рабочий диапазон частот 5-60 Гц. прозвучало довольно странно. Не могли бы вы уточнить на каких испытательных стендах будет будут проходить испытания? Если требуются испытания на центрифуге, тогда акселерометр AP2037-10 не подойдёт, так как он измеряет дифференциальную составляющую ускорения. Понадобится датчик линейного ускорения ВС 201 или ВС 202. https://zetlab.com/shop/datchiki/akselerometryi/emkostnyie-akselerometryi-datchik-lineynogo-uskoreniya/vs-201/ и https://zetlab.com/shop/datchiki/akselerometryi/emkostnyie-akselerometryi-datchik-lineynogo-uskoreniya/vs-202/ Если все испытания проходят исключительно на вибростендах, тогда всё в порядке и мы имеем расхождение в терминологии с заказчиком.
 
Здравствуйте! Вибростенд представляет собой конструкцию, состоящую из: основания, двух вибраторов, вертикальной оси (в нижней её части расположены вибраторы) и горизонтально ориентированного листа квадратной формы, расположенной перпендикулярно вертикальной оси. Т.е. вибраторы - ось - лист. На лист устанавливается изделие. Колебания, по задумке авторов вибростенда, происходят в вертикальной оси.
 
Если я правильно понимаю, то схема вашей установки выглядит примерно так:
 
Грубо говоря, две параллельные пластины, между ними перпендикулярно к плоскости пластин ось с пружиной. На одной из пластин размещены вибраторы, на другую монтируется изделие. Вибраторы включаются и через ось с пружиной передают колебания на пластину с изделием. Данная конструкция уже показала себя с наихудшей стороны, как не отвечающая требования ТЗ. Почему её так сконструировали - не знают даже разработчики;) Мы с самого начала предлагали электродинамический вибростенд.
 
По вашему описанию нарисовал схему. Оранжевые фигуры - вибраторы, заштрихованный серый прямоугольник - пластина в основании, серый прямоугольник - монтажная пластина. Могу предположить, что задумка состояла в том, чтобы пружина реагировала на вибрацию и входила в резонанс. В этом случае необходимо тщательно выбирать пружину, чтобы она и груз могла удержать, и в резонанс войти на частоте вибраторов с нужной амплитудой. Задача как мне кажется нетривиальная. Механический вибростенд на кривошипно-шатунном механизме справился бы с задаче лучше, но это уже не в области моей компетенции. Остались ли у вас ещё вопросы по нашей продукции?
 
Спасибо. Вопросов пока не осталось, т.к. ´в поле´ ещё не выходили. Сейчас основная проблема в том, что на низких частотах (до 17 Гц) вибраторы не могут сдвинуть с места пластину с грузом (а по ТЗ 5 Гц это минимум), а свыше 17 Гц нагрузка на вибраторы такая большая, что превышает их номинальный ток в 5 раз. У них между вибраторами стоит ещё ´черный ящик´, который каким-то образом взаимодействует с вибраторами. И коэффициенты передачи рассчитаны, видимо, неверно. Ну и максимальной амплитудой 3.75 мм, естественно, нет. Вообщем конструкторам ещё дорабатывать и дорабатывать свою разработку.
 
Добрый день. Пользуюсь АР 98-100-01. Возник вопрос о направлении перемещения и выдачи соответствующего сигнала. Подскажите, пожалуйста, в каком направлении перемещения датчика сигнал "+", а когда "-"? Заранее благодарен.
 
Здравствуйте! Какая конструкция используется в вибродатчике типа АР2037-10: - пьезоэлемент, закрепленный в центре и работающий под действием силы сжатия; - цилиндрический элемент, работающий под действием срезывающей силы; - плоский пьезоэлемент, работающий под действием срезывающий силы; - три пьезоэлемента, работающие под действием срезывающей силы - или какая-то другая конструкция? Заранее спасибо.
 
"Руслан Дубровин пишет: Добрый день. Пользуюсь АР 98-100-01. Возник вопрос о направлении перемещения и выдачи соответствующего сигнала. Подскажите, пожалуйста, в каком направлении перемещения датчика сигнал "+", а когда "-"? Заранее благодарен." Здравствуйте, Руслан! Мы тоже задались таким же вопросом, но только при использовании вибродатчика АР2037-10 и провели исследование. Не знаю можно ли датчики АР 98-100-01 и АР 2037-10 сопоставить, но результат нами получен. Положительное и отрицательное направления перемещения указаны на фото: Если я не прав - поправьте.
 
Здравствуйте, Андрей Николаевич! Спасибо за столь оперативный ответ. У меня были небольшие сомнения по поводу полученных результатов. Хотелось еще раз убедится в их правильности. Думаю, сомнения сняты. Полученный мной результат такой же как и у Вас. Еще раз спасибо за ответ.
 
Здравствуйте, Руслан. Здравствуйте, Андрей. Вопрос о положительном направлении акселерометра возникает редко, но всё же он иногда возникает. Поэтому я подробно опишу как определяется направление акселерометра. В вопросе измерений непререкаемым стандартом являются датчики Bruel&Kjaer. И мы, и GlobalTest ориентируемся на него. Мы калибруем акселерометры на эталонном акселерометре Bruel&Kjaer 8305S. В его описании сказано следующее: "Polarity is negative on the center of connector for an acceleration directed from the base into the body of the accelerometr". Что в переводе означает: "Отрицательная полярность считается от центра соединения с кабелем для ускорения направленного от основания в корпус акселерометра". И для простоты у них на корпусе стрелкой отмечено направление вверх, которое считается положительным. Кроме того, считаю нужным заметить, что говорить о направлении перемещения датчика не совсем верным, так как эта терминология вносит порой путаницу в обсуждение. Корректнее говорить о сжатии и растяжении датчика. То есть, при движении штока вверх датчики AP98, AP2037 и BC110 сжимаются, а при движении вниз разжимаются. Терминология "сжатия-растяжения" также остаётся уместно при опробовании датчика в руках или опробовании лёгким ударом. И в заключении, хочу добавить, что при сравнении схем указанных датчиков, я пришёл к выводу, что для того чтобы узнать знак выходного сигнала необходимо перенести вектор приложенной силы на пъезоэлемент и направление этой силы покажет знак сигнала. http://globaltest.ru/page/vpoicp_obsh98/ http://globaltest.ru/page/vpoicp_obsh2037/ http://www.zetms.ru/catalog/vibrodats/icp/vc110.php
 
Здравствуйте. С используемой терминологией полностью согласен. Т.е. знаки определены нами правильно, как Вы считаете?
 
Да, знаки определены правильно. Но, следуя совету более опытных сотрудников, советую вам каждый раз проверять полярность датчика.
 
Используя один и тот же датчик АР 98-100-01 в паре с одним виброанализатором (последовательность сборки измерительной цепи всегда одинаковая) разве возможно изменение полярности? Может я что-то недопонимаю. Проверять необходимо каждый конкретный датчик в конкретном комплекте измерительной аппаратуры - я так понял!?
 
Проверять необходимо сам датчик. От измерительной аппаратуры полярность датчика не зависит.
 
Добрый день. Полярность датчика определяется один раз и на весь период эксплуатации. Ведь она меняться не может, не так ли?
Страницы: 1 2 След.
Читают тему