2.Merilna shema:

Umerjanje merilne verige

                           Analiza vibracij vrtalnega stroja z pospeškometrom

3.Seznam mrilnih naprav:

-pospeškometra KD 31 in KD 35

-merilna naprava za merjenje vibracij VEB RFT 11003

->digitalni merilni ojačevalnik HBM DMC 9012 A

-računalnik Macintosh LC

-RC generator

-Elektromehanski generator vibracij

->Vrtalni stroj na stojalu z regulatorjem vrtljajev

4.Opis poteka vaje:

Kalibriranje in določitev frekvenčnih karakteristik:

Merilna veriga je že bila kalibrirana, tako da sem se takoj lotil frekvenčne karakteristike obeh senzorjev. Oba senzorja sem privil na generator elektromehanskega nihanja, na katerega sem priklopil RC generator, s pomočjo katerega sem reguliral amplitudo in frekvenco umetno ustvarjenega nihanja. Senzor sem z oklopljenim kablom priključil na napravo za merjenje vibracij, ki je bila preko digitalnega merilnega ojačevalnika priključena na osebni računalnik Macintosh. Na računalniku sem zagnal program Beam, ki je namenjen obdelavi signalov, v našem primeru preko digitalnega ojačevalnika zajetim signalom iz obeh pospeškometrov.

Program je nato na osnovi doblenih podatkov opravil še hitro Furierjevo transformacijo in na zaslonu zraven časovnega vhodnega signala izrisal še ustrezen frekvenčni spekter.

Na generator vibracij sem torej priklopil oba senzorja in z RC generatorjem spreminjal frekvence in po potrebi tudi amplitudo, odziv pa opazoval na ekranu. Ugotovil sem, da je za meritev primeren samo KD 35, saj ima KD 31 zelo slabo občutljivost, torej je promerem za velike amplitude nihanja, ki pa jih pri naši meritvi nismo ustvarjali.

Na frekvenčnem spektru sem opazil tudi zelo velik vpliv 50. Hz, ki so posledica frekvence napajanja. Te motnje so bile izredno velike, kar pomeni, da je bila naprava slabo konstruirana.

Analiza vibracij na stojalu vrtalnega stroja:

Pri tej meritvi sem uporabil samo senzor KD 35. Pritrdil sem ga na stojalo vrtalnega stroja.

Napetost regulatorja vrtljajev sem nastavil na 3V in izmeril obrate

 n = 2810 rpm = 46 rps = 46Hz

Odzivi so na sliki 1.

Pri napetosti regulatorja 7,5V sem izmeril:

n = 7764 rpm = 129 rps = 129 Hz

Odziv je na sliki 2.

Pri napetosti regulatorja 12V sem izmeril:

n = 12495 rpm = 208 rps = 208 Hz

Odziv je na sliki 3.

5.Odgovori na vprašanja:>

Princip delovanja je Piezoelektrični senzor, ki je znotraj senzorja megko vpet, kar pomeni, da ob nihanju udarja ob stranice senzorja, pri tem pride do pritiska, sproži se Piezo efekt ni na kristalu pride do razlike potencialov, ki jo merimo.

Pogreški meritve so veliki samo pri frekvencah okoli 50 Hz, saj je tam vpliv frekvence omrežja največji. Nekaj je na meritev vplivalo naši trki ob mizo v času meritve, možno je pa tudi, da je zaradi nihanja vrtalnega stroja prišel kak del (miza, stojalo) v bližino resonančne frekvence.

Merilno verigo bi lahko umerili tudi brez RC generatorja, če bi imeli kakšen drugi znani izvor nihanja.

Frekvenco 50 Hz bi lahko odpravil z ustreznim filtrom, ali pa z takojšnjim A/D pretvornikom signala iz senzorja.

Hitrost nihanja in amplitudo poti nihanja bi lahko odčitali iz amplitudnega spektra.

6.Komentar:

Pri tej vaji sem se prvič srečal z primerkom Macintosh računalnika, tako da je že ta njegov operacijski sitem prinesel nekaj ovir, saj je potrebnega nekaj navajanja. Pri meritvi karakteristik senzorjev sem preizkusil zraven senzorjev KD 35 in KD 31 še tretji senzor iz seta. Bil je znatno večjih dimenzij, kot prva dva, kar se je izkazalo za logično, saj je bil namenjen za merjenje izredno šibkih signalov. Iz tega spoznanja sledi, da je velikost ohišja pomembna glede na to, kakšno amplitudo bodo imeli merjeni signali.

Ta senzor je bil izredno občutljiv, tako da je bil za mojo meritev neprimeren,  je pa bil zanimiv preizkus, ko je senzor zaznal že plosk rok na določeni razdalji.