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MISURE DI VIBRAZIONI

MISURE DI VIBRAZIONI. 1. RUMORE CARICHI DINAMICI (VELOCITA’ CRITICHE) FATICA. CHE COSA SONO LE VIBRAZIONI. 2. Im. . A. Re. . SEGNALE SINUSOIDALE. y(t). A. T. y = A sin(  t+  ).  /T. 3. CHE COSA SI MISURA. 4. SPOSTAMENTO (m) VELOCITA’ (m/s)

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MISURE DI VIBRAZIONI

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Presentation Transcript

  1. MISURE DI VIBRAZIONI 1

  2. RUMORE CARICHI DINAMICI (VELOCITA’ CRITICHE) FATICA CHE COSA SONO LE VIBRAZIONI 2

  3. Im  A Re  SEGNALE SINUSOIDALE y(t) A T y = A sin(t+) /T 3

  4. CHE COSA SI MISURA 4

  5. SPOSTAMENTO (m) VELOCITA’ (m/s) ACCELERAZIONE (m/s2 o g) 1 g = 9,81 m/s2 5

  6. SPOSTAMENTO (m) VELOCITA’ (m/s) ACCELERAZIONE (m/s2 o g) 1 g = 9,81 m/s2 6

  7. DIFFERENZE TRA LA MISURA DI SPOSTAMENTO VELOCITA’ ED ACCELERAZIONE 7

  8. SPOSTAMENTO VELOCITA’ ACCELERAZIONE 8

  9. 9

  10. SPOSTAMENTO FUNE DI CONTATTO 200 [mm] 100 0 -100 -200 -300 0 20 5 10 15 [s] 10

  11. 400 [ms-2] 0 -400 0 0,5 2 1 1,5 [s] ACCELERAZIONE FUNE DI CONTATTO 11

  12. 2 N T A A 1 i 2 1   e)  (frequenz = RMS  x t dt (tempo) =  2 2 T i = 0 0 T 1 Media  x dt  T 0 FUNZIONE SINUSOIDALE storiatemporale spettro (modulo) x T picco A 1 0 1 -1 picco- picco 0 0 10 f 0 0,5 1 t 1,5 12

  13. Se media =  deviazione standard =  varianza=  2 2 2 RMS     RELAZIONE FONDAMENTALE 13

  14. SCALA LOGARITMICA 14

  15. SCALE LOGARITMICHE MOLTO DIFFUSE NELLA PRATICA DI MISURA LIVELLO DI VIBRAZIONE ESPRESSO IN dB a = livello attuale arif = livello di riferimento a dB  20 log a 10 rif 15

  16. Norme ISO/DIN 16.83.2 VALORI DI RIFERIMENTO quantità definizione liv. riferimento livello di accelerazione La=20 log10(a/a0) dB a0=10-6 m/s2 livello di velocità Lv=20 log10(v/v0) dB v0=10-9 m/s LF=20 log10(F/F0) dB livello di forza F0=10-6 N 16

  17. Evidenzia armoniche “deboli” che verrebbero mascherate dalla presenza di armoniche “forti” Comprime le scale (viene data la stessa risoluzione percentuale sull’intero grafico) VANTAGGI 17

  18. TEST DI VIBRAZIONE MONITORAGGIO E DIAGNOSTICA VIBRAZIONI TRASMESSE ALL’UOMO QUANDO SI MISURANO LE VIBRAZIONI 18

  19. Nell’ambito di un progetto, per verifiche intermedie o su prototipo, occorrono misure sia di grandezze statiche che dinamiche: Identificazione del comportamento dinamico di una struttura Analisi modale ed indentificazione di parametri Verifiche imposte secondo le normative vigenti TESTS DI VIBRAZIONI 19

  20. Le strutture possono essere eccitate: - dai campi di forze in cui lavorano - per mezzo di eccitatori Gli eccitatori sono solitamente MECCANICI (VIBRODINE) ELETTRODINAMICI IDRAULICI TESTS DI VIBRAZIONI 20

  21. massa eccentrica VIBRODINE 21

  22. ECCITATORE ELETTRODINAMICO 22

  23. ECCITATORE IDRAULICO

  24. ACCELEROMETRI E SISMOMETRI 24

  25. vibrometro x m r k  xt riferimento assoluto x = spostamento della massa relativo alla scatola xt = spostamento del vincolo (vibrazione da misurare) = x + xt spostamento assoluto della massa 25

  26. vibrometro x  U sen  t t .. .. 2   U  sen  t  x x .. . 2 m  sen  t  r x  kx  0  m x  mU r k .. .  2  sen  t m x  r x  kx  mU xt riferimento assoluto   x  A sen  t   EQUILIBRIO: da cui: SOLUZIONE A REGIME: 26

  27. A a 2 = 2 ah 2 2 U 2 2 ( ) 1 - a + 4 a h tg   2 1 - a A 1 = 2 2 2 2 2 ah Ua ( ) a - 2 + 4 h a 1 tg   2 1 - a h=r/rc a= SISMOMETRO: spostamento ACCELEROMETRO: accelerazione 27

  28. vibrometro x m r k  xt riferimento assoluto VIBROMETRO: - capacitivo - induttivo - estensimetrico - velocimetro (no alimentazione) 28

  29. .. F=-mx m Forza F flessione lamina deformazione estensimetro F 29

  30. 10 9 8 7 A 0.001 6 5 0.1 2 Ua 4 0.7 3 2 1 0 0 1 2 3  a= 200 180 160 140 0.001 120 fase [°] 100 0.1 80 0.7 60 40 20 0 0 1 2 3  a= ACCELEROMETRO 30

  31. A    1 dove   2   Ua ACCELEROMETRO • Molle molto rigide • Scatola e massa interna hanno circa la stessa • accelerazione • Frequenza propria elevata (> 1000 Hz) • Piccole dimensioni • Strumento pronto per frequenze minori della • frequenza propria 31

  32. TIPI DI ACCELEROMETRI • Con vibrometro relativo • Piezoaccelerometro • ICP (integrated circuit piezoelectric) • Servoaccelerometro 32

  33. PIEZOACCELEROMETRO 33

  34. L’elemento elastico e sensibile è una lamina di quarzo 34

  35. F F - - - - - + + + + + - - - - - + + + + + - + - + - + - - - - - - + + + + + + F F • Il quarzo è un materiale piezoelettrico: • se sollecitato lungo l’asse elettrico si creano delle cariche di segno opposto sulle due facce proporzionali alla forza ( 2 pC/N) Q[pC]=SF[pC/N] F[N] 35

  36. .. .. Q = SF F = SF m x = Sc x FORZA AGENTE SUL QUARZO: Sc [pC/ms-2] = SF [pC/N] m[kg] 36

  37. La molla è data dall’elemento in quarzo • (rigidezza elevata) • La massa è molto piccola • frequenza propria elevata (> 1000 Hz) 37

  38. La risposta alle basse frequenze è limitata dalle • proprietà piezoelettriche (alle basse frequenze • conta la funzione di trasferimento del quarzo) • La risposta alle alte frequenze è limitata dalla • risonanza meccanica + 50 db Sensibilità + 3 db 0 - 3 db ± 5 % range fn ± 10 %range 38

  39. INFLUENZA DELLA MASSA SULLA BANDA PASSANTE (A PARI RIGIDEZZA DEL QUARZO) 39

  40. LA RISPOSTA IN FREQUENZA E’ COMPLETA SOLO SE SI CONSIDERA ANCHE LA FASE 40

  41. SENSIBILITA’ TRASVERSALE DELL’ACCELEROMETRO La sensibilità trasversale dipende dal tipo di accelerometro e comunque è inferiore dell’ 1 % 41

  42. ACCELEROMETRO ICP 42

  43. ICP (Integrated Circuit Piezotronic) • Sono dei piezoaccelerometri con un circuito • integrato all’interno 43

  44. 44

  45. SCHEMA ACCELEROMETRO ICP 45

  46. CIRCUITO DI MISURA PER UN SENSORE ICP • le correnti sono piccole 2- 4mA • il Voltmetro VM è utile anche a fini diagnostici • del circuito di misura 46

  47. ACCELEROMETRI ICP elettronica integrata nel trasduttore 47

  48. Questo accelerometro deve essere alimentato • (ha un amplificatore all’interno) • La curva di risposta dello strumento è ancora • quella del piezoaccelerometro 48

  49. SENBILITA’ TIPICA: 100 mV/g Guadagno: x 1 x 10 x 100 49

  50. SERVOACCELEROMETRO 50

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