Результаты измерения основных параметров системы управления виброиспытаниями ZETLAB

Система управления виброиспытаниями ZETLAB состоит из:

- виброустановки (вибростенда),
- первичных преобразователей (датчиков ускорения),
- анализатора спектра, реализующего функции генератора и вольтметров,
- специализированного программного обеспечения ZETLAB система управления вибростендами .

Ниже приведены характеристики системы на базе вибростенда ВС 133 и анализатора спектра ZET017-U4.

Количество входных каналов

- 4 или 8 входных синхронных каналов.

Типы подключаемых вибродатчиков

- Акселерометры с зарядовым выходом.
- Акселерометры с питанием ICP.
- Виброметры с выходом по напряжению с мгновенными значениями.
- Датчики со стандартным токовым выходом 4-20 мА.
- Велосиметры.
- Датчики перемещения.

Частотный диапазон измерения вибрации

- От 1 Гц до 10 КГц.

Динамический диапазон входного сигнала

Для измерения динамического диапазона имеется несколько характеристик:

- SNR (Signal to Noise Ratio) — отношение сигнал / шум
- SFDR (Spurious Free Dynamic Range) — динамический диапазон, свободный от паразитных составляющих
- SINAD (Signal to Noise Distortion Ratio) — отношение сигнал / (шум + искажения)
- THD (Total Harmonic Distortion) — суммарный коэффициент гармонических искажений (коэффициент нелинейных искажений)

SNR вычисляется как отношение среднеквадратичных значений основного сигнала и сигнала без пяти первых гармоник и постоянной составляющей.

Для вычисления используются два вольтметра переменного тока: первый измеряет СКЗ сигнала, второй измеряет СКЗ фильтрованного сигнала. Фильтр высоких частот с частотой среза не меньшей чем 6-я гармоника основного сигнала автоматически устраняет первые пять гармоник и устраняет постоянную составляющую.

SFDR вычисляется как отношение СКЗ несущей частоты к СКЗ наибольшей гармонике шума (или паразитных гармоник).

Программа «узкополосный спектр» может показывать значения в децибелах, поэтому расчет становится элементарным. Отношение амплитуд можно заменить разностью логарифмов и просто вычесть из значения в децибелах основной гармоники значение в децибелах максимальной из остального спектра. На приложенном рисунке максимальное значение имеет 5-я гармоника.

SINAD вычисляется одним из двух способов:

- Отношение мощности всего сигнала к суммарной мощности шумов и искажений.
- Отношение мощности несущей частоты к мощности шумов и искажений после выключения сигнала.

THD вычисляется как отношение СКЗ суммы амплитуд всех паразитных гармоник входного сигнала к амплитуде основной гармоники:

Программа «Анализ нелинейных искажений» может подсчитать суммарный коэффициент гармонических искажений и выразить его в децибелах.

Основная погрешность измерения амплитуды

По методике поверки «анализатора спектра ZET 017» ЗТМС.411168.004 МП

- ±(0,005Uн + 10,0 мВ) до 7 В ПКУ = 1
- ±(0,005Uн + 1,0 мВ) до 0,7 В ПКУ = 10
- ±(0,005Uн + 0,1 мВ) до 0,07 В ПКУ = 100

Если 1 В соответствует 120 дБ, то относительная погрешность не должна превышать 0,13 дБ.

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) относительная погрешность измерения виброускорения, виброскорости или виброперемещения не должна превышать 1,1 дБ.

Коэффициент нелинейных искажений

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) коэффициент нелинейных искажений не должен превышать

- 0,1%.

Гальваническая развязка

- Отсутствует.

Количество выходных каналов

- 1.

Связанность выходных каналов

- Независимый канал, фазируемый к основному каналу, обратная связь задаётся произвольным датчиком.

Частотный диапазон воспроизведения сигналов

- 0,03 … 20000 Гц.

Динамический диапазон воспроизведения сигналов

Коэффициент нелинейных искажений по всему частотному и динамическому диапазону

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) коэффициент нелинейных искажений не должен превышать

- 0,1%.

Гальваническая развязка выходного канала

- Отсутствует.

Реализуемые алгоритмы на контроллере

- Синусоидальная вибрация.
- Широкополосная случайная вибрация.
- Классический удар.

Дополнительные алгоритмы, реализуемые на контроллере

- Узкополосный спектр.
- Измерение нелинейных искажений.
- Интегратор для расчета виброскорости и виброперемещения.
- Дифференциатор для расчета виброускорения и виброскорости.
- Измерения АЧХ и ФЧХ.
- Измерение частотной зависимости нелинейных искажений.
- Оценка амплитудной неравномерности.
- Измерение параметров резонансов, собственные частоты, добротности.
- Построение гистограммы распределения случайных сигналов.
- Отображение вектора колебаний трёхкомпонентного датчика.

Методы обработки входных каналов

- По одному каналу.
- Средний уровень по набору каналов.
- Максимальный уровень по набору каналов.
- Минимальный уровень по набору каналов.
- Согласованная фильтрация по каналам.
- Обработка по заданной формуле.

Защита по предельным параметрам

Реализовано.

Добротность удерживаемого резонанса

АЧХ реального вибростенда

Вершина графика

По известному соотношению, что добротность резонанса равна разности относительных частот со значением сигнала равным 1/√2 от значения в резонансе:

До 70 на скорости 1 октава в минуту

Скорость развертки по синусоидальной вибрации

До 10 октав в минуту

Предельная скорость нарастания и спада сигнала при синусоидальной развёртке

10 дБ/сек.

Отличие плотности вероятности ШСВ от Гауссова распределения

отклонение плотности вероятности ШСВ от гауссова распределения менее 1%.

Соотношение сигнал/шум, при котором работает система

6 дБ.

Месторасположение контроллера и соединение с компьютером.

- По шине USB до 2 метров.
- Наличие гальванической развязки контроллера с компьютером.
- Возможность расположения контроллера в испытательной зоне.
- Исполнение контроллера IP 54 или IP 68.

Влияние сетевой помехи 50-60 Гц на работоспособность контроллера

- Не влияет.