Medição de Vibração - Aula Expositiva sobre Definições, Cadeia de Medição e Transdutores

Medição de vibração Prof João Filardi Aula Expositiva Fonte Webinar BK Webinar Siemens SUMÁRIO 1 Introdução 2 Definições e conceitos 3 Cadeia de medição 4 Transdutor 5 Fontes de vibração 6 Exemplos 1 Introdução Medição 2 Definição e conceitos Sinal informação que carrega uma quantidade mensurável de algum fenômeno físico pressão deslocamento velocidade aceleração temperatura tensão corrente medido experimentalmente através de um sensor é o que se deseja analisar em função de algum problema particular Tipos de Sinais Stationary signals Nonstationary signals Time Time Deterministic Random Continuous Transient Time Time Time Time Frequency Frequency Frequency Frequency Introdução Processamento de sinais manipulações específicas dos sinais medidos para Extrair a informação desejada entender o problema físico Fornecer dados de entrada para análises específicas e para simulações Modificar o sinal para aplicações específicas Processamento de sinais digitais Maioria dos sensores possui sinal analógico Computadores são limitados para analisar conjunto de dados finitos Discretização no tempo e na amplitude Cadeia de Medição Transducer Preamplifier Filters Detector Averager RMS Display Output Transdutor Definição dispositivo que converte uma forma de energia para outra com as características desejadas Primeiro elo vital na cadeia de medição Sensibilidade determinada pela relação quantidade elétricaparâmetro físico PicoCoulombms2 parâmetro físicoquantidade elétrica PascalVolt Acelerômetro transdutor eletromecânico que produz em seus terminais de saída uma saída elétrica proporcional à aceleração a que está sujeito Transdutor Elemento ativo discos piezoelétricos ou fatias carregadas por massas sísmicas e mantidas em posição por um arranjo de fixação Elementos piezoelétricos produzem uma carga proporcional à força aplicada Quando o acelerômetro é submetido a vibração a massa sísmica combinada exerce uma força variável sobre o elemento piezoelétrico proporcional à aceleração das massas sísmicas Transdutor Tipos Planar Shear Centremounted Compression ThetaShear Annular Shear Delta Shear OrthoShear P Piezoelectric Elements E Builtin Electronics S Spring R Clamping Ring B Base M Seismic Mass Transdutor Tipos Monoaxial Mede a aceleração numa única direção Triaxial Mede a aceleração em 3 direções simultaneamente Transdutor Tipos de assento Triaxial Mede a aceleração na interface do motorista com o banco assento e encosto Transdutor Fixação Através de parafusos utilizando cola cera de abelha De acordo com a aplicação Transdutor Fixação Através de parafusos utilizando cola cera de abelha base magnética De acordo com a aplicação Transdutor Influências ambientais Humidity Temperature Fluctuations Nuclear Radiation Ambient Temperature Ground Loops Base Strains Acoustic Noise Corrosive Substances Electromagnetic Interference Transverse Vibrations Triboelectric Noise Modern accelerometers and accelerometer cables are designed to have the minimum possible sensitivity to the many external influences shown on the drawing Nevertheless in the more severe environments special accelerometers are sometimes necessary Let us look at the various factors in turn Transdutor Carta de Calibração frequência de montagem Transdutor Carta de Calibração frequência de ressonância de montagem Transdutor Posicionamento do acelerômetro Transdutor Carta de Calibração sensibilidade Transdutor Carta de Calibração massa regra geral o peso do acelerômetro deve ser no máximo 110 do peso do componente a ser medido Introdução FFT Analyzer FFT Analysis Transducer Preampifier AD Memory 1 Time Weighting FFT GAA Squaring Averaging Display Output Memory 2 Fourier Spectrum Autospectrum Amplitude Linear Frequency Brûel Kjær Fontes de Vibração em Máquinas Vibração no Tempo Vibração na Frequência Fontes de Vibração em Máquinas The moving parts of machines create vibration at different frequencies Many different vibrations compose a single frequency spectrum Introdução Easier Than This Imagine trying to determine all of the previous from just this Possibilidade de acréscimo de massa adicional Força medida massa do atrás do disco piezoelétrico multiplicada pela aceleração Range de massa alguns gramas 05000 Hz a algumas toneladas 010 Hz Somente algumas médias são necessárias Preço relativamente acessível Portátil permite medição em campo Martelo de Impacto Exemplo de acelerômetro em veículos Exemplo de medição de vibração em sistema de escape de veículos banco Exemplo de medição de vibração em sistema de escape de veículos banco Sistema de referência das coordenadas x y e z Exemplo de medição de vibração em sistema de escape de veículos banco Exemplo de medição de vibração em sistema de escape de veículos banco Exemplo de medição de vibração em sistema de escape de veículos banco Literatura indicada Frequency Analysis by RB Randall Brüel Kjær Theory and Application Handbook BT 000711 The Fast Fourier Transform by E Oran Brigham PrenticeHall Inc Englewood Cliffs New Jersey The Discrete Fourier Transform and FFT Analyzers by N Thrane Brüel Kjær Technical Review No 1 1979 ZoomFFT by N Thrane Brüel Kjær Technical Review No 2 1980 Dual Channel FFT Analysis by H Herlufsen Brüel Kjær Technical Review No 1 2 1984 Windows to FFT Analysis by S Gade H Herlufsen Brüel Kjær Technical Review No 3 4 1987 Who is Fourier Transnational College of LEX April 1995