تفسیر نتایج کالیبراسیون شتاب سنج

سنسورهای ایده آل عملکرد خط مستقیم را ارائه می دهند. به این معنا که دامنه ها را به طور متناسب (خطی خط مستقیم)، فرکانس های مورد علاقه (پاسخ فرکانس دامنه مسطح) را یکسان برخورد می کنند و سیگنال را به طور محسوسی به تاخیر نمی اندازند (پاسخ فرکانس فاز مسطح). بنابراین، نمودار خروجی پاسخ فرکانسی از یک شتاب سنج و روی یک سیستم کالیبراسیون باید یک خط صاف باشد. اما در دنیای واقعی همه چیز کامل نیست…

درست مانند افراد، حسگرها و سیستم‌های جمع‌آوری داده و فرآیندهای اندازه‌گیری همگی ناقص هستند. محدوده‌هایی وجود دارند که رفتار تقریباً ایده‌آل است و مناطقی وجود دارند که در آن‌ها چنین نیست. باز هم، مانند افراد، عیوب یا ناهنجاری‌ها تمایل دارند تا در حد افراط نشان داده شوند. در دنیای شتاب‌سنج، عیوب به صورت برآمدگی یا اشکالی که از یک خط مستقیم در تابع پاسخ فرکانسی منحرف می‌شوند، ظاهر می‌شوند. ناهنجاری ها معمولا در فرکانس های پایین یا فرکانس های بالا هستند. متخصصان کالیبراسیون با تجربه از این نشانه ها به عنوان سرنخ هایی برای ردیابی مشکلات در هر فرد، عملکرد یا فرآیند استفاده می کنند.

رفع عیب خرابی شتاب سنج در فرکانس پایین

اگر ایرادات یا خرابی زودرس در پاسخ در فرکانس‌های پایین ظاهر شود، معمولاً نتیجه یکی از دو علت است. یک چرخش سریع در فرکانس پایین معمولاً نشان دهنده یک ثابت زمانی تخلیه کوتاه (DTC) سنسور یا مدار کوپلینگ/تهویه مطبوع است. اگر این باعث شود که سنسور در پاسخ فرکانس دامنه پایین از مشخصات خارج شود، سنسور معمولاً برای DTC خاص از طریق روش تلنگر یا رها کردن بررسی می شود (لینک به مقاله DTC). علت شایع دیگر ناهنجاری های پاسخ فرکانسی در فرکانس پایین، به دلیل کاهش فشار نامناسب کابل است. هنگام برخورد با جابه‌جایی‌های طولانی‌تر در فرکانس‌های بسیار پایین، باید اطمینان حاصل کرد که از کابل انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود و یک حلقه سرویس کافی از کابل بسته شده است تا امکان خم شدن کابل بدون فشار آوردن به شتاب‌سنج روی پایه آن فراهم شود. هنگامی که طول کابل با حلقه‌های کاهش کرنش محکم نمی‌شود و اجازه داده می‌شود از محرک کالیبراسیون خارج شوند، نیروهای کرنش می‌توانند باعث شوند که شتاب‌سنج خروجی‌های غیرعادی مانند افزایش دامنه در فرکانس پایین داشته باشد (جایی که انتظار داریم دامنه به طور معمول شروع به خارج شدن کند. در فرکانس پایین به دلیل DTC سیستم حسگر) یا اشکال در پاسخ دامنه فرکانس پایین (<10 هرتز).

در محدوده فرکانس بالا ممکن است دلایل دیگری وجود داشته باشد که باعث می شود پاسخ شتاب سنج از خط مستقیم ایده آل منحرف شود. اولین و تا حد زیادی رایج ترین، هر تعداد از تغییرات مربوط به نصب است.

کانکشن

تماس نزدیک با سطح نصب سازه متحرک بسیار مهم است زیرا فرکانس ها به انتهای بالایی پاسخ فرکانس دامنه مشخص شتاب سنج نزدیک می شوند. پیروی مجدانه از دستورالعمل های سازنده سنسور برای گشتاور نصب و نوع گل میخ نصب اولین موردی است که باید بررسی شود. به عنوان مثال، برخی از ناودانی های نصب دارای یک شانه برای جلوگیری از پایین آمدن آن در شتاب سنج هستند، بنابراین بررسی کنید که شتاب سنج دارای سوراخ شمارنده برای پذیرش شانه باشد. در غیر این صورت الاستیسیته گل میخ نصب را اندازه گیری می کنید. سپس، سطح نصب کالیبراسیون باید عاری از خط و خش باشد و با یک پوشش بسیار سبک از گریس (معمولاً با سیستم‌های کالیبراسیون دقیق عرضه می‌شود) آماده شود تا قابلیت انتقال حرکت در فرکانس‌های بالاتر افزایش یابد. این اغلب در مورد پاسخ‌های فرکانس‌های دامنه‌ای است که افزایش ثابتی از مشخصات را نشان می‌دهند که در صورت عدم انطباق با مشخصات کارخانه تا چند درصد. اگر اشکالات در یک فرکانس خاص ظاهر شوند، مورد بعدی که باید بررسی شود حرکت عرضی محرک کالیبراسیون است. اگر محرک کالیبراسیون از طراحی مبتنی بر خمش برای پشتیبانی از آرمیچر استفاده کند، معمول است که در فرکانس‌های تشدید ساختار آرمیچر، تحریک‌کننده در واقع بیشتر در جهت جانبی حرکت می‌کند تا در جهت اولیه تحریک. اشکالات مصنوع سیستمی هستند که این حرکت را از طریق حساسیت محور متقاطع کوچک شتاب سنج تحت آزمایش اندازه گیری می کنند.

رفع عیب و عدم تطابق سنسور شتاب سنج و برگه مشخصات

این مشکل در آخرین ویرایش استاندارد ISO16063-21 در مورد کالیبراسیون شتاب‌سنج با گنجاندن دستورالعمل‌هایی در مورد سطوح قابل قبول برای حرکت عرضی تکان دهنده برطرف شد. در نتیجه، اکثر سیستم‌های کالیبراسیون دقیق اکنون شامل تحریک‌کننده‌های هوای عرضی کم به عنوان گزینه استاندارد می‌شوند.

به عنوان یک “کمک” برای عملکرد موجود سیستم های کالیبراسیون، حرکت عرضی محرک اندازه گیری شده باید به حداقل برسد. این امر با تراز کردن حداقل حساسیت محور متقاطع سنسور با حرکت عرضی تکان دهنده انجام می شود. در عمل، شتاب سنج را می توان چند درجه در یک زمان چرخاند تا زمانی که حداقل حساسیت عرضی مطابق با حداقل اندازه اشکال در خروجی مشخص شود. این معمولاً یک فرآیند تکراری است و زمان زیادی کارآمد نیست. این تکنیک به ندرت حذف می شود.
نقص به طور کامل همچنین قابلیت تکرار محدودی دارد زیرا کابل کشی نیز بر فرکانس تشدید لرزاننده و حرکت تأثیر می گذارد.

یک ناهنجاری نهایی در پاسخ فرکانس بالا می تواند در اثر آسیب به عنصر حسگر داخلی شتاب سنج ایجاد شود. این نوع آسیب را می توان با یک جارو با فرکانس بسیار بالا تا 50 کیلوهرتز بررسی کرد که رزونانس نصب شده بر حسگر ساختار کریستال/عنصر جرمی را نشان می دهد. این نوع عملکرد را می توان در محرک های هوا کالیبراسیون دقیق مدرن یافت.

در تصاویر زیر نمونه های تطابق مشخصات یک سنسور ایده آل با مشخصات سازنده را می بینید.:

لطفا جهت مطالعه ی دقیق تر مشخصات داخلی سنسور شتاب و برگ کاالیبراسیون همزاه :

test report(2024-08-19 01_12_12)