Pemerolehan Data Getaran: Kriteria Utama untuk Memilih Sistem Pengukuran

Galas enjin mula merosot lama sebelum penggera berbunyi. Tanda pertama selalunya ialah perubahan kecil dalam getaran: puncak spektrum baharu, peralihan fasa sedikit atau peningkatan bunyi jalur lebar yang perlahan. Jika sistem pemerolehan data tidak dapat mengekalkan butiran tersebut, masalah itu boleh hilang tanpa disedari sehingga mesin gagal. Oleh itu, pemerolehan data getaran bukan sekadar menyambung pecutan ke komputer. Ia adalah mengenai membina rantaian ukuran yang menangkap julat frekuensi yang betul, julat dinamik dan penyegerakan masa untuk ujian atau objektif pemantauan tertentu.

Perkara yang Dilakukan oleh Sistem Pemerolehan Data Getaran

Sistem pemerolehan data getaran melaksanakan empat tugas: ia merasakan gerakan mekanikal, keadaan isyarat elektrik, menukarnya kepada rekod digital, dan kemudian menganalisis atau menyimpan hasilnya. Setiap peringkat mempunyai had, dan pautan yang paling lemah menentukan kualiti pengukuran keseluruhan.

Penderia biasanya pecutan, transduser daya, atau mikrofon. Perapi isyarat menggunakan perolehan, penapisan, dan, dalam kes penderia IEPE, pengujaan arus malar. Penukar analog-ke-digital mengambil sampel isyarat terkondisi pada kadar dan resolusi yang ditetapkan. Akhir sekali, pakej perisian menukar sejarah masa digital kepada spektrum FFT, orbit, runut pesanan atau parameter modal. Sistem yang direka dengan baik memastikan semua elemen ini seimbang.

Mulakan dengan Accelerometer, Bukan Komputer

Memilih penderia dahulu mungkin terasa berlawanan dengan intuisi, tetapi pecutan mentakrifkan jalur frekuensi dan julat dinamik yang tersedia untuk keseluruhan rantai. Pecutan piezoelektrik meliputi kebanyakan ukuran getaran industri, manakala penderia daya dan mikrofon mengendalikan aplikasi tertentu. Soalan utama ialah jenis output, kerana ia menentukan bagaimana bahagian hadapan pemerolehan data mesti dikonfigurasikan.

Untuk tinjauan jentera berputar, pecutan IEPE dengan kepekaan 100 mV/g ialah titik permulaan biasa kerana ia menyediakan julat frekuensi berguna kira-kira 0.5 Hz hingga 10 kHz. Apabila suhu melebihi julat pengendalian elektronik terbina dalam, pecutan mod cas adalah lebih selamat. Sistem pemerolehan mesti sepadan dengan penderia: input IEPE membekalkan arus malar dan memisahkan voltan pincang, manakala input cas memerlukan penguat cas. Mengabaikan padanan ini adalah salah satu sumber persediaan yang rosak yang paling kerap.

Kadar Persampelan, Anti-Aliasing, dan Resolusi ADC

Kadar pensampelan menentukan kekerapan isyarat tertinggi yang boleh anda tangkap. Kriteria Nyquist memerlukan pensampelan pada lebih daripada dua kali ganda kekerapan maksimum minat; penganalisis dinamik praktikal menggunakan nisbah 2.56 kali untuk memberikan ruang bagi penuras anti-aliasing roll-off. Untuk julat analisis 10 kHz, ini bermakna kadar sampel 25.6 kHz atau lebih tinggi.

Getaran jentera sering dianalisis sehingga 20 kHz; diagnosis kesalahan galas mungkin memerlukan 40 hingga 80 kHz. Ujian kejutan frekuensi tinggi dan pengukuran ultrasonik memerlukan lebih banyak lagi. Dari segi resolusi, penukar 24-bit menyediakan julat dinamik yang luas, tetapi bilangan bit berkesan, bunyi input dan pemadanan fasa saluran lebih penting daripada spesifikasi pemasaran. Unit seperti ZTU8508C menawarkan kapasiti pensampelan 1 MHz untuk menangkap transien dan resonans frekuensi tinggi yang dilepaskan oleh penganalisis biasa.

Penganalisis Isyarat Dinamik 8 Saluran ZT-U8508C dengan Persampelan 1 MHz Penganalisis 8 saluran ini membuat sampel sehingga 1 MHz setiap saluran dengan jam yang disegerakkan perkakasan, memastikan tindak balas fasa dipadankan untuk tangkapan sementara frekuensi tinggi dan analisis domain frekuensi berbilang saluran. Lihat Produk →

Kiraan Saluran, Pilihan Antara Muka dan Penyegerakan

Banyak projek memerlukan lebih daripada satu saluran. Pengukuran getaran tiga paksi menggunakan sekurang-kurangnya empat input termasuk takometer. Analisis modal eksperimen boleh menggunakan berpuluh-puluh saluran serentak. Apabila saluran mesti dibandingkan dalam domain frekuensi, semua input perlu diambil secara serentak dengan tindak balas fasa yang padan rapat. Ketidakpadanan fasa kecil antara saluran akan memesongkan anggaran fungsi tindak balas frekuensi dan bentuk pesongan operasi.

Pilihan antara muka mempengaruhi betapa mudahnya anda boleh menskalakan sistem. Peranti USB sesuai dengan kerja atas bangku dan mudah alih, peranti rangkaian membenarkan kabel berjalan lebih lama dan susun atur teragih, dan pemalam atau sistem terbenam mengendalikan kiraan saluran yang besar. Jadual di bawah meringkaskan pertukaran tipikal.

Untuk keseimbangan antara kiraan saluran dan kemudahan pemasangan medan, penganalisis rangkaian 16 saluran seperti ZTN8116C ialah pilihan yang praktikal. Ia menerima data melalui pautan Ethernet 100 Mbps dan boleh menyokong susun atur ukuran teragih di mana komputer hos terletak jauh dari mesin.

ZT-N8116C 16-Saluran Penganalisis Isyarat Dinamik dengan Ethernet Sistem pemerolehan selari 16 saluran yang menyokong input voltan, IEPE dan caj, menawarkan pensampelan 64 kS/s merentasi semua saluran dan sambungan Ethernet untuk susun atur pengukuran medan teragih. Lihat Produk →

Penganalisis Mudah Alih lwn. Sistem Gred Makmal

Penganalisis mudah alih memperdagangkan sedikit kiraan saluran untuk kemudahan dibawa. Ia digunakan untuk pengimbangan medan, semakan mesin di tapak, dan pengukuran lulus/gagal selepas penyelenggaraan. Unit USB padat dengan paparan spektrum masa nyata membolehkan juruteknik melihat perubahan puncak getaran semasa melaraskan pemutar atau mengetatkan asas. Kedekatan ini selalunya lebih berharga daripada mempunyai lebih banyak saluran.

Penganalisis mudah alih seperti ZTU8201I menyediakan pemprosesan spektrum masa nyata dalam kepungan kecil, yang memudahkan penyelesaian masalah di lantai loji. Apabila tugasan berkembang menjadi ujian modal 32 saluran, anda boleh beralih ke sistem rangkaian yang disegerakkan.

ZT-U8201I Penganalisis Spektrum Masa Nyata USB Padat Penganalisis USB mudah alih yang ringan dengan pemprosesan spektrum masa nyata, sesuai untuk penyelesaian masalah getaran di tapak, analisis akustik dan diagnosis kerosakan apabila dipasangkan dengan perisian PC. Lihat Produk →

Daripada Bentuk Gelombang Masa Mentah kepada Cerapan Kejuruteraan

Pemerolehan hanya separuh daripada tugas. Lapisan perisian menukar bentuk gelombang masa kepada maklumat: spektrum frekuensi, peta pesanan, bentuk mod dan lengkung arah aliran. Tetapan analisis seperti tetingkap, pertindihan, purata dan garisan FFT secara langsung mempengaruhi keputusan. Memahami bagaimana a penganalisis isyarat dinamik berbeza daripada pencatat data tradisional boleh membantu mengelakkan spesifikasi yang salah. Jika anda menangkap isyarat yang sempurna tetapi tidak dapat menggambarkan harmonik frekuensi rendah atau spektrum kuasa silang dengan cara yang betul, sistem tidak melaksanakan tugas yang dimaksudkan.

Memadankan Strategi Pemerolehan dengan Aplikasi

Ujian modal memerlukan penggoncang atau tukul impak untuk merangsang struktur, pemerolehan berbilang saluran yang disegerakkan dan ralat fasa saluran ke saluran rendah. Pemantauan mesin berputar menekankan pensampelan berterusan, input takometer dan penjejakan pesanan. Pengukuran akustik memerlukan mikrofon bunyi rendah dan kuasa IEPE yang betul. Bahagian hadapan yang fleksibel yang menerima input voltan, IEPE dan pengecasan akan meliputi kebanyakan senario.

Untuk projek yang menggabungkan penderia, pemerolehan, pengujaan dan perisian analisis ke dalam satu susunan turnkey, bekerja dengan pembekal tunggal boleh memudahkan penyepaduan; yang berstruktur sistem ujian getaran dan dinamik sering mengurangkan risiko perolehan dan masa latihan.

Pertimbangan Praktikal Pembelian

Sebelum membeli, periksa spesifikasi fasa saluran ke saluran, bukan hanya kedalaman bit ADC. Cari penapis anti-aliasing terbina dalam dan kebolehkesanan penentukuran. Tanya sama ada perisian boleh mengeksport data ke format biasa dan sama ada vendor menyediakan latihan atau sokongan. Jika rantai ukuran termasuk pecutan dari satu sumber dan perakam data dari yang lain, sahkan voltan pincang, kapasitans kabel dan jenis penyambung. Penyambung medan dan kualiti kabel adalah titik lemah biasa dalam pemerolehan data getaran, terutamanya dalam persekitaran hingar tinggi.

Bina Rantaian Sebelum Anda Membeli

Pilih penderia untuk julat frekuensi dan amplitud anda, pilih hujung hadapan pemerolehan yang sepadan dengan penderia dan menyediakan kiraan saluran dan penyegerakan yang diperlukan, kemudian pilih perisian yang menjawab soalan kejuruteraan anda. Hasilnya ialah sistem yang berfungsi pada hari pertama dan terus berfungsi merentasi banyak projek.