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工程单位(EU, Engineering Unit)和单位校正-第3部分加速度检测器的情况3-

通常,可以输入到分析器 (如FFT分析器) 的信号是电压信号。

测量加速度、速度、力、声压等物理量时,使用将这些物理量转换为电压的检测器(传感器)。例如,如果有一个加速度检测器输出与加速度的大小(m/s2)成比例的电压信号,则可以使用比例系数(灵敏度)将测量的电压值转换为加速度并显示。

本系列将介绍使用各种检测器(传感器)和放大器时的分析装置的设定方法,继续上回和上回介绍加速度检测器。

本次将介绍使用加速度检测器的灵敏度校正器和校准用激振器进行校准的步骤。

加速度检测器用的灵敏度校正器和校正用的激振器

加速度检测器用的灵敏度校正器和校正用的激振器是以预先确定的大小(例如10 m/s2)振动的激振器。将加速度检测器放在该激振器上,测量输出信号(校正信号)的电压值,就可以知道加速度检测器的灵敏度(每1m/s2输出多少V)

本公司的加速度检测器用简易灵敏度校正器VX-1100及其规格如图1所示。灵敏度校正器以10 m/s2 (rms)的振动加速度振动。

  • 图1简易灵敏度校正器VX-1100
    图1简易灵敏度校正器VX-1100

FFT分析器等分析设备具有通过输入校正信号对检测器进行校正的功能。

rms(有效值)、零峰值和峰值峰值

表示振动等的大小时,除rms值 (有效值)外,还使用时间波形时的最大值零峰值(0-p,单侧振幅值)峰值、峰值(p-p,两个振幅值)

例如,rms值为10 m/s2的振动加速度用零峰值表示时约为14.1 m/s2,用峰值/峰值表示时约为28.2 m/s2。图2显示了rms值与零峰值之间的关系。

  • 图2 rms值和零峰值
    图2 rms值和零峰值

本栏介绍校准信号的大小为rms值时的校准步骤。简易校正器、校正用激振器等的振动加速度为零峰值峰值峰值值时,请用下式换算为 rms

  • rms值 (有效值)、零峰值和峰值_No.1

使用校正信号校正加速度检测器

FFT利用分析器等分析装置的校正功能进行校正后,可知道加速度检测器的灵敏度(每1m/s2输出多少V)。但是,如果操作错误或加速度检测器、电缆、校正器、分析装置运行不正常,则无法获得正确的灵敏度。执行校准时,请务必了解检测器灵敏度的近似值,并确认校准结果的灵敏度是否正确。

校对时,可能会更改分析设备的某些设置。对于从测量设置更改的项目,请保留更改前的设置,并在校准后恢复原始设置。

  1. 关于输入设定的CCLD或输入源(传感器电源)的设定,直接连接前置放大器内置加速度检测器时,或使用充电转换器时,将其设定为ON (2mA/4mA)。使用传感器放大器或充电放大器时,设置OFF
  2. 作为一个基准,如果频率范围是校准信号频率的3~100倍左右,就可以直接在频率范围内进行校准。变更频率范围时,将频率范围设定为校准信号的3~10倍左右(校正信号为159.2 Hz时,500 Hz1 kHz)
  3. 在输入设定中,进行LPF/HPF等滤镜、绝对值、平滑、微积分等时间轴预处理时,设为OFF。耦合器应为AC
  4. 电压范围(输入范围)应尽量设置为较小的电压范围,以避免输入校正信号时出现输入过度。
  5. 对于FFT分析器等,窗口函数(窗口函数)应设置为汉宁窗口或平面窗口。校样时的窗口函数设置和实际测量时的窗口函数设置可以不同。
  6. 如果分析器具有平均功能,则平均校准信号会更准确。在平均处理设置中,将平均模式设置为功率SP和平均,平均时间至少为5秒。没有平均化功能时,用瞬时数据校正。

FFT校准过程因分析器和分析设备而异。以下为本公司FFT分析仪CF-7200/7200ACF-4500、多通道数据站DS-2000 (DS-0221FFT分析软件; DS-0250吞吐量磁盘软件)DS-3000系列的校准步骤。

其他分析装置也可进行同样的校正,请参照各分析装置的使用说明书等。

FFT分析器如何设置CF-7200/7200ACF-4500

  1. 操作 [MAIN] → [INPUT] → [EU] → [CH1 (CH2) ],按“Y EU ON”按钮
    n 1,将其设置为ONFFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设置方法_No.1
  2. “Y EU NAME”按钮2,将EU NAME (单位名称)设置为“m/s2”
    FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设置方法_No.2
  3. “S.P/EU”按钮3,显示S.P/EU屏幕。按面板键上的Search按钮4,显示搜索光标5 (红色竖线),然后将光标移动到屏幕的右边缘,直到图表底部显示“ X:OverAll”。此外,关闭面板按键上的“Y LOG/LIN”按钮6,将Y轴显示为LINFFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设置方法_No.3
  4. 按面板按键的AVG按钮7使之点亮后,按开始(ń)按钮 (8) 。
  5. 平均停止后,按”SET VALUE”按钮9,输入校准信号值(10 m/s2),进行校准。FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设定方法_No.4
  6. [MAIN] -> [INPUT] -> [EU] -> [CH1 (CH2) ] 按中的“V/EU”按钮10,并验证EU值是否设置为适当的值。FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设定方法_No.5※CF-4500是1ch FFT分析器,因此没有CH1/CH2层级。

DS-0221FFT如何在分析软件中设置

  1. 操作[输入菜单] →[单位,校样],在单位・校对对话框的Set标签中,将校对1选择为ON,将单位名2选择为“m/s2”,将校对值的设定3选择为“V/EU”。将物理值(EU)保留为1DS-0221FFT分析软件中的设置方法_No.1
  2. 显示单位和校准对话框的EU/S.P标签。将图表底部栏的4旋钮移动到最右侧,使图表底部显示“ X:OverAll”。此外,在按YUnit按钮5时显示的对话框中,将频谱单位设置为rms6Lin7DS-0221FFT分析软件中的设置方法_No.2
  3. 按DS-0221的AVG按钮进行平均化运算,平均化停止后,在设定按钮上的方框8输入校正信号值 (10 m/s2),然后按设定按钮9。
    接着按DS-0221的START按钮显示数据,确认Y值为10 m/s2。DS-0221FFT分析软件中的设置方法_No.3
  4. 其他频道也同样进行校正。
  5. 切换到Set选项卡,验证物理值 (EU值) 设置为适当的值,然后按OK按钮关闭对话框。

如何使用DS-0250吞吐量磁盘软件进行配置

  1. 使用 [数据显示菜单] → [Y轴缩放],在缩放设置对话框中,将Y轴LIN/LOG1设置为“Lin”,将rms/0-peak2设置为“rms”。选中所有自适应项后,按OK按钮关闭对话框。
  2. 操作 [数据显示菜单] → [光标设置],将搜索模式3设置为“搜索”。选中所有自适应项后,按OK按钮关闭对话框。DS-0250吞吐量磁盘软件如何配置_No.1
  3. 将搜索光标4 (红色竖线) 移动到图表的右侧,直到图表底部显示“X:OverAll”。按DS-0250上的FFT5按钮,将图形显示切换到功率谱,并确认显示校准信号。如何使用DS-0250吞吐量磁盘软件进行配置_No.2
  4. 操作 [输入菜单] →[单位,校对],在单位・校对对话框的Set选项卡上,将校对6选择为ON,将单位名7选择为“m/s2”,将校对值的设置8选择为“V/EU”。如何使用DS-0250吞吐量磁盘软件进行配置_No.3
  5. 显示单位・校对对话框的EU/S.P标签。选择通道,在设置按钮上方的框9中输入校准信号值 (10 m/s2),然后按设置按钮10。如何使用DS-0250吞吐量磁盘软件进行配置_No.4
  6. 其他频道也同样进行校正。
  7. 切换到Set选项卡,验证物理值 (EU值) 设置为适当的值,然后按OK按钮关闭对话框。

实时声振动分析软件中的设定方法

  1. 操作 [输入输出设定菜单] →[单位,校样设置],在校准设定对话框的Set
    标签中,将进行单位校准的通道的EU1设置为ON。不需要设置其他项目。实时音响振动分析软件的设定方法_No.1
  2. 显示校准设置对话框的EU/S.P选项卡。将单位名称2设置为“m/s2”,将0dB参考值3设置为“1”,将Lin/Log4设置为“Lin”。将搜索光标保持初始状态,使其位于Overall位置。正确设置电压范围和频率范围。关闭对话框后,在此处更改的电压范围和频率范围将恢复为原始设置。实时音响振动分析软件的设定方法_No.2
  3. 将平均处理时间5设定为5秒,打开平均化 (−X) 按钮6,然后按开始 (̈) 按钮 (7) 。平均停止后,在校准值8内输入校准信号值 (10 m/s2),然后按执行校准按钮9。再次按“Start (开始) ”按钮查看数据,并验证Y值是否为10 m/s2。实时音响振动分析软件的设定方法_No.3
  4. 其他频道也同样进行校正。
  5. 切换到Set选项卡,验证EU值是否设置为适当的值,然后按OK按钮关闭对话框。
    ※设定步骤因软件版本而异。此步骤是最新版本。

总结

用加速度值 (m/s2) 测量振动的大小时,可使用上上次、上次介绍的将加速度检测器
的灵敏度值 (或放大器的输出灵敏度) 数值输入FFT分析器等分析装置的方法,或使用本次介绍的加速度检测器用的灵敏度校正器或校正用激振器校正加速度检测器
的方法进行单位和校正。

在测量地板或地面的振动时,振动的大小可能不是通过加速度
值 (m/s2) 来计算,例如加速度级别和振动级别。

下次将介绍以分贝值表示振动幅度时的单位、校正步骤,以及解析
装置的设定方法。

(摘自2014年2月20日发行的电子邮件杂志)