تغییری در سرعت نسبت به زمان است. در اندازهگیریهای دینامیکی، شتاب کمیتی بنیادی است که توسط شتابسنجها اندازهگیری میشود و معمولاً برحسب واحد g یا m/s2 بیان میگردد، که در آن 1g≈9.80665 m/s2 است.
نوعی ترنسدیوسر ویژه است که برای اندازهگیری شتاب طراحی شده است. این دستگاهها بر پایهی نیروی لَختی ایجاد شده هنگامی که جرم داخلی (جرم لرزشی) متصل به المان پیزوالکتریک تحت شتاب خارجی قرار میگیرد، کار میکنند. انواع مختلف آن عبارتاند از:
حرکت مکانیکیای است که با تغییرات متناوب شتاب و کاهش شتاب پیرامون یک نقطهی مرجع مشخص میشود. این حرکت معمولاً تناوبی یا نوسانی است و اغلب بر حسب مقادیر جابهجایی، سرعت یا شتاب لرزش بیان میشود. ارتعاش ممکن است در یک یا چند محور (محوری، شعاعی یا سهمحورۀ متعامد) رخ دهد؛ تحلیل چندمحوری برای دستگاههای با حرکت پیچیده کاربرد دارد.
فرآیند نظارت بر پارامترهای ماشین، از قبیل ارتعاش، دما یا کیفیت روغن، برای شناسایی انحرافهای قابل توجهی است که نشانگر وقوع یا رشد خرابی در دستگاهها هستند. پایش وضعیت، اساس تجربی اجرای راهبردهای نگهداری پیشبینانه است.
بهکارگیری سامانههای کنترلی مانند PLC یا DCS جهت مدیریت و بهرهبرداری از تجهیزات و فرایندهای صنعتی با حداقل دخالت انسان است؛ این سامانهها معمولاً از بازخورد حسگرها برای کنترل حلقهبسته (closed loop) استفاده میکنند.
مشخصهای که تغییر حساسیت حسگر (مقدار خروجی نسبت به ورودی) را در سراسر محدودهی فرکانسی عملیاتی آن بیان میکند. یک حسگر ایدهآل دارای پاسخ فرکانسی کاملاً تخت در پهنای باند مشخصشده است.
فرکانس طبیعی المان حسگر یا ساختار داخلی آن است؛ فرکانسی که در آن دامنهی نوسان به بیشینه مقدار خود میرسد و احتمال اعوجاج سیگنال وجود دارد، مگر آنکه ساختار نصب دارای میرایی زیاد باشد.
در مدارهای تقویتکنندهی بار یا مدار حسگر، زمانی است که طول میکشد تا سیگنال حاصل از ورودی پلهای (مانند ورودی شتاب ثابت) به مقدار (حدود مقدار اولیه) کاهش یابد. این پارامتر تعیینکنندهی حد قطع پایینفرکانس سیستم است.
ویژگی برخی مواد بلوری مانند کوارتز یا PZT است که بر اثر اعمال تنش یا کرنش مکانیکی، بار الکتریکی متناسبی تولید میکنند. این پدیده، اساس عملکرد اغلب حسگرهای دینامیکی را تشکیل میدهد.
نسبت سیگنال خروجی حسگر به مقدار کمیت فیزیکی اندازهگیریشده است. برای شتابسنجها، معمولاً بر حسب mV/g یا pC/g بیان میشود و در فرکانس مرجع معمولاً 1 Hz=1 cycle per second استانداردسازی میگردد.
این بخش به ویژگیهای الکتریکی و مکانیکی خاصی میپردازد که برای عملکرد حسگرهای دینامیکی با کارایی بالا اهمیت دارند.
سیگنال خروجی ناخواستهای است که در اثر تنش مکانیکی یا خمش ایجادشده روی سطح نصب، بدون اینکه شتاب واقعی وجود داشته باشد، تولید میشود. این پارامتر نشاندهندهی میزان تأثیر نیروهای مکانیکی بیرونی بر دقت حسگر است. مقدار معمول برای حسگرهای صنعتی کمتر از است.
مداری الکترونیکی است که در حسگرهای «حالت بار pC» استفاده میشود. این مدار، خروجی با امپدانس بالا (بر حسب کولن یا پیکوکولن) را به سیگنال ولتاژی با امپدانس پایین (بر حسب میلیولت) تبدیل میکند تا اندازهگیری آسانتر و مصون از نویز شود. ورودی با امپدانس بین 10¹³ تا 10¹⁵ Ω و نسبت تبدیل معمول mV/pC 1 .
مقدار بار الکتریکی تولیدشده توسط حسگر به ازای هر واحد شتاب اعمالی است. این مقدار معمولاً بر حسب pC/g بیان میشود. این ویژگی برای انتخاب تقویتکنندهی بار مناسب ضروری است.
سطح ولتاژ DC است که در خروجی حسگر وجود دارد، حتی زمانی که ورودی مکانیکی صفر است (یعنی هیچ شتابی اعمال نمیشود). این پارامتر بهویژه برای حسگرهای ICP® یا IEPE حیاتی است، زیرا نشاندهنده وضعیت سلامت مدار داخلی و بایاس ترانزیستور FET است.
عملیات ریاضیای که بر سیگنال انجام میشود: انتگرالگیری مرحلهی اول، شتاب را به سرعت تبدیل میکند و انتگرالگیری مرحلهی دوم، شتاب را به جابهجایی (تغییر مکان) تبدیل مینماید. این تبدیلها معمولاً برای تحلیل رفتار ارتعاشی و محاسبه انرژی جنبشی انجام میگیرند.
اثری فیزیکی است که در آن جرم حسگرِ نصبشده بر سازهی مورد آزمون، پاسخ دینامیکی سازه (از جمله سختی مؤثر و فرکانس تشدید) را تغییر میدهد. این اثر در اندازهگیریهای دقیق باید به حداقل برسد؛ بهویژه در سازههای سبک و نازک.
فرکانسی است که در آن تشدید اتفاق می افتد.
نشاندهنده تغییر نسبی در حساسیت حسگر یا ولتاژ بایاس آن در اثر هر درجه تغییر دما است. معمولاً بر حسب درصد در هر درجه سلسیوس بیان میشود. این پارامتر پایداری عملکرد حسگر را در محیطهای صنعتی با نوسان حرارتی توصیف میکند.
فرآیند مقایسهی خروجی حسگر با استاندارد مرجع شناختهشده و ردیابیپذیر در شرایط کنترلشده است تا دقت دستگاه تعیین و مقدار واقعی حساسیت تثبیت شود. این فرآیند معمولاً از طریق شیکر و مرجع لیزری انجام میگردد.
تغییری در سرعت نسبت به زمان است. در اندازهگیریهای دینامیکی، شتاب کمیتی بنیادی است که توسط شتابسنجها اندازهگیری میشود و معمولاً برحسب واحد g یا m/s2 بیان میگردد، که در آن 1g≈9.80665 m/s2 است.
نوعی ترنسدیوسر ویژه است که برای اندازهگیری شتاب طراحی شده است. این دستگاهها بر پایهی نیروی لَختی ایجاد شده هنگامی که جرم داخلی (جرم لرزشی) متصل به المان پیزوالکتریک تحت شتاب خارجی قرار میگیرد، کار میکنند. انواع مختلف آن عبارتاند از:
حرکت مکانیکیای است که با تغییرات متناوب شتاب و کاهش شتاب پیرامون یک نقطهی مرجع مشخص میشود. این حرکت معمولاً تناوبی یا نوسانی است و اغلب بر حسب مقادیر جابهجایی، سرعت یا شتاب لرزش بیان میشود. ارتعاش ممکن است در یک یا چند محور (محوری، شعاعی یا سهمحورۀ متعامد) رخ دهد؛ تحلیل چندمحوری برای دستگاههای با حرکت پیچیده کاربرد دارد.
فرآیند نظارت بر پارامترهای ماشین، از قبیل ارتعاش، دما یا کیفیت روغن، برای شناسایی انحرافهای قابل توجهی است که نشانگر وقوع یا رشد خرابی در دستگاهها هستند. پایش وضعیت، اساس تجربی اجرای راهبردهای نگهداری پیشبینانه PM است.
بهکارگیری سامانههای کنترلی مانند PLC یا DCS جهت مدیریت و بهرهبرداری از تجهیزات و فرایندهای صنعتی با حداقل دخالت انسان است؛ این سامانهها معمولاً از بازخورد حسگرها برای کنترل حلقهبسته (closed loop) استفاده میکنند.
مشخصهای که تغییر حساسیت حسگر (مقدار خروجی نسبت به ورودی) را در سراسر محدودهی فرکانسی عملیاتی آن بیان میکند. یک حسگر ایدهآل دارای پاسخ فرکانسی کاملاً تخت در پهنای باند مشخصشده است.
فرکانس طبیعی المان حسگر یا ساختار داخلی آن است؛ فرکانسی که در آن دامنهی نوسان به بیشینه مقدار خود میرسد و احتمال اعوجاج سیگنال وجود دارد، مگر آنکه ساختار نصب دارای میرایی زیاد باشد.
در مدارهای تقویتکنندهی بار یا مدار حسگر، زمانی است که طول میکشد تا سیگنال حاصل از ورودی پلهای (مانند ورودی شتاب ثابت) به مقدار (حدود مقدار اولیه) کاهش یابد. این پارامتر تعیینکنندهی حد قطع پایینفرکانس سیستم است.
ویژگی برخی مواد بلوری مانند کوارتز یا PZT است که بر اثر اعمال تنش یا کرنش مکانیکی، بار الکتریکی متناسبی تولید میکنند. این پدیده، اساس عملکرد اغلب حسگرهای دینامیکی را تشکیل میدهد.
نسبت سیگنال خروجی حسگر به مقدار کمیت فیزیکی اندازهگیریشده است. برای شتابسنجها، معمولاً بر حسب mV/g یا pC/g بیان میشود و در فرکانس مرجع معمولاً 1 Hz=1 cycle per second استانداردسازی میگردد.
این بخش به ویژگیهای الکتریکی و مکانیکی خاصی میپردازد که برای عملکرد حسگرهای دینامیکی با کارایی بالا اهمیت دارند.
سیگنال خروجی ناخواستهای است که در اثر تنش مکانیکی یا خمش ایجادشده روی سطح نصب، بدون اینکه شتاب واقعی وجود داشته باشد، تولید میشود. این پارامتر نشاندهندهی میزان تأثیر نیروهای مکانیکی بیرونی بر دقت حسگر است. مقدار معمول برای حسگرهای صنعتی کمتر از است.
مداری الکترونیکی است که در حسگرهای «حالت بار pC» استفاده میشود. این مدار، خروجی با امپدانس بالا (بر حسب کولن یا پیکوکولن) را به سیگنال ولتاژی با امپدانس پایین (بر حسب میلیولت) تبدیل میکند تا اندازهگیری آسانتر و مصون از نویز شود. ورودی با امپدانس بین 10¹³ تا 10¹⁵ Ω و نسبت تبدیل معمول mV/pC 1 .
مقدار بار الکتریکی تولیدشده توسط حسگر به ازای هر واحد شتاب اعمالی است. این مقدار معمولاً بر حسب pC/g بیان میشود. این ویژگی برای انتخاب تقویتکنندهی بار مناسب ضروری است.
سطح ولتاژ DC است که در خروجی حسگر وجود دارد، حتی زمانی که ورودی مکانیکی صفر است (یعنی هیچ شتابی اعمال نمیشود). این پارامتر بهویژه برای حسگرهای ICP® یا IEPE حیاتی است، زیرا نشاندهنده وضعیت سلامت مدار داخلی و بایاس ترانزیستور FET است.
عملیات ریاضیای که بر سیگنال انجام میشود: انتگرالگیری مرحلهی اول، شتاب را به سرعت تبدیل میکند و انتگرالگیری مرحلهی دوم، شتاب را به جابهجایی (تغییر مکان) تبدیل مینماید. این تبدیلها معمولاً برای تحلیل رفتار ارتعاشی و محاسبه انرژی جنبشی انجام میگیرند.
اثری فیزیکی است که در آن جرم حسگرِ نصبشده بر سازهی مورد آزمون، پاسخ دینامیکی سازه (از جمله سختی مؤثر و فرکانس تشدید) را تغییر میدهد. این اثر در اندازهگیریهای دقیق باید به حداقل برسد؛ بهویژه در سازههای سبک و نازک.
فرکانسی است که در آن تشدید اتفاق می افتد.
نشاندهنده تغییر نسبی در حساسیت حسگر یا ولتاژ بایاس آن در اثر هر درجه تغییر دما است. معمولاً بر حسب درصد در هر درجه سلسیوس بیان میشود. این پارامتر پایداری عملکرد حسگر را در محیطهای صنعتی با نوسان حرارتی توصیف میکند.
فرآیند مقایسهی خروجی حسگر با استاندارد مرجع شناختهشده و ردیابیپذیر در شرایط کنترلشده است تا دقت دستگاه تعیین و مقدار واقعی حساسیت تثبیت شود. این فرآیند معمولاً از طریق شیکر و مرجع لیزری انجام میگردد.
روشی برای کالیبراسیون مقایسهای است که در آن حسگر مورد آزمون و حسگر مرجع استاندارد بهصورت مجاور بر روی شیکر نصب میشوند تا هر دو تقریباً ورودی ارتعاشی یکسانی را تجربه کنند؛ سپس خروجیهای آنها با هم مقایسه میشود.
سنجشی از میزان تطابق رابطهی ورودی–خروجی حسگر با یک خط مستقیم ایدهآل در کل محدودهی دینامیکی تعریفشدهی آن است. انحراف از خط مستقیم معمولاً بر حسب درصدی از «محدودهی تماممقیاس» (Full Scale Range, %FSR) بیان میشود.
توانایی حسگر در ارائهی نتایج خروجی ثابت و قابل بازتولید، در صورتی که ورودیها و شرایط محیطی چندینبار به شکل یکسان تکرار شوند. تکرارپذیری بالا نشان از پایداری الکترونیکی و مکانیکی حسگر دارد. تکرارپذیری تحت تأثیر دما، رطوبت و نوع نصب نیز قرار دارد.
کوچکترین تغییر در کمیت فیزیکی اندازهگیریشده (مانند شتاب یا نیرو) که سیستم اندازهگیری میتواند با اطمینان تشخیص دهد. این مقدار عمدتاً توسط «کف نویز» (Noise Floor) سامانه محدود میشود.
سنجشی از میزان تطابق رابطهی ورودی–خروجی حسگر با یک خط مستقیم ایدهآل در کل محدودهی دینامیکی تعریفشدهی آن است. انحراف از خط مستقیم معمولاً بر حسب درصدی از «محدودهی تماممقیاس» (Full Scale Range, %FSR) بیان میشود.
توانایی حسگر در ارائهی نتایج خروجی ثابت و قابل بازتولید، در صورتی که ورودیها و شرایط محیطی چندینبار به شکل یکسان تکرار شوند. تکرارپذیری بالا نشان از پایداری الکترونیکی و مکانیکی حسگر دارد. تکرارپذیری تحت تأثیر دما، رطوبت و نوع نصب نیز قرار دارد.
کوچکترین تغییر در کمیت فیزیکی اندازهگیریشده (مانند شتاب یا نیرو) که سیستم اندازهگیری میتواند با اطمینان تشخیص دهد. این مقدار عمدتاً توسط سامانه Noise Floor محدود میشود.
دامنه، اندازهگیری تغییر مقدار یک سیگنال در طول زمان است. “دامنه قله به قله” به تغییر بین کمینه و بیشینه مقدار سیگنال اشاره دارد. “دامنه RMS” به دامنه ریشه میانگین مربعات اشاره دارد که جذر میانگین مربعات سیگنال است.
تفاوت بین مقدار نشان داده شده و مقدار واقعی متغیر اندازهگیری شده. معمولاً به صورت خطای نسبی بیان میشود که درصدی از خوانش خروجی سنسور است.
ماشینآلاتی که بخشی حیاتی از کارخانه هستند. وقتی از کار بیفتند، کل کارخانه نمیتواند با ظرفیت کامل کار کند. این ماشینها ممکن است پشتیبان داشته باشند یا نداشته باشند و معمولاً به طور مداوم نظارت میشوند.
مداری است که انتگرالگیری ریاضی انجام میدهد. این مدار سیگنال سرعت را به جابجایی یا سیگنال شتاب را به سرعت تبدیل میکند. یک انتگرالگیر دوگانه، سیگنال شتاب را به جابجایی تبدیل میکند.
اصطلاحی که به طور کلی برای تجهیزات ابزار دقیق استفاده میشود. در ماشینآلات، یک “مانیتور حفاظتی” ممکن است ورودیهایی از سنسورهای مختلف مانند دما، ارتعاش، دور در دقیقه و انواع خروجی ۴-۲۰ میلیآمپر دریافت کند. حداقل، مانیتور مقادیر اندازهگیریشده واقعی را با نقاط تنظیم آلارم مقایسه میکند، سلامت سنسورها و سیمکشی را بررسی میکند و خروجی رله برای هشدار ALERT و/یا DANGER فراهم میکند. وقتی ورودیهای مانیتور شامل سنسورهای ارتعاش سنتی با خروجی دینامیکی است که نیاز به سیگنال کاندیشنر داخلی دارد، به آن “مانیتور ورودی ارتعاش” گفته میشود. وقتی مانیتور فقط ورودیهای ۴-۲۰ میلیآمپر از ترانسمیترهای ارتعاش (مانند PLC، DCS) را قبول میکند، اغلب “مانیتور ورودی ۴-۲۰ میلیآمپر” نامیده میشود.
حرکت نوسانی که الگوی دامنه آن در زمان تکرار میشود.
اندازهگیری رابطه زمانی بین دو سیگنال، یا بین یک سیگنال ارتعاش خاص و یک رویداد یکبار در هر دور شفت زاویه فاز می گویند.
یک یا چند کانال نظارت که هر کدام شامل: ۱) سیستم سنسور مجاورتی؛ ۲) کاندیشنر سیگنال ۳) مانیتور است.
دستگاه بدون تماس که حرکت جابجایی و موقعیت یک سطح مشاهده شده نسبت به مکان نصب پروب را اندازهگیری میکند. پروبهای مجاورتی که برای اندازهگیری ماشینهای دوار استفاده میشوند، معمولاً بر اساس اصل جریان گردابی کار میکنند و حرکت جابجایی و موقعیت شفت نسبت به بلبرینگ(ها) یا محفظه ماشین را اندازهگیری میکنند.
مبدلی (Transducer) که خروجی آن (معمولاً یک سیگنال الکتریکی) متناسب با شتاب ورودی است.
مبدلی (Transducer) که خروجی آن (معمولاً یک سیگنال الکتریکی) متناسب با شتاب ورودی است.
میزان انطباق مقدار نمایشدادهشده با مقدار استاندارد تایید شده یا مقدار مطلوب.
نکته: حد خطا (Limit of error) تنها به عنوان یک مفهوم کیفی در اینجا به کار میرود.
بازهای از یک کمیت که توسط یک تنظیمکننده (Adjuster) قابل تغییر است.
مثال: تنظیم نقطه صفر (Zero adjustment)، تنظیم دامنه (Span adjustment) یا تنظیم بایاس (Bias adjustment).
هوای پاکی که از خارج به تجهیزات تزریق میشود تا اهداف زیر را برآورده کند: ۱. جلوگیری از ورود گازهای خورنده به تجهیزات. ۲. جلوگیری از افزایش دما در داخل تجهیزات. ۳. جلوگیری از ورود گازهای انفجاری به تجهیزات (در سازههای ضد انفجار و غیره).
۱. کاهش در اندازه (دامنه) سیگنال. ۲. کاهش دامنه ارتعاش با گذشت زمان Balancing (بالانس کردن / متعادلسازی)
نگه داشتن ارتعاش یا نیروی همگام (سینکرون) با سرعت دوران، در محدودهی مشخص شده؛ این کار از طریق بررسی توزیع جرم روتور و در صورت نیاز، اصلاح این توزیع انجام میشود.
ظرفیت کنتاکت که بر اساس حداکثر ولتاژ مجاز قابل اعمال به بخش کنتاکت و حداکثر جریان مجازی که کنتاکت میتواند در آن باز یا بسته شود، بیان میگردد.
ورودیای که سیگنال آن نشاندهنده وضعیت باز یا بسته بودن یک کنتاکت الکتریکی است.
سیگنال خروجی که در اثر باز یا بسته شدن یک کنتاکت الکتریکی ایجاد میشود.
نوع کنتاکت که ناشی از تفاوت در پیکربندی مدار سوئیچها و موارد مشابه است.
مثال:
نوع تکپل معمولاً باز (SPNO).
نوع تکپل معمولاً بسته (SPNC).
نوع تکپل دوراهه (SPDT).
نوع دوپل دوراهه (DPDT).
نسبت مقدار پیک (Peak) به مقدار موثر (rms).
سرعت دورانی که در آن، یک سیستم دوار دچار رزونانس (تشدید) میشود.
تمامی حالات یا مقادیری که یک پدیده یا تابع تناوبی در کل بازه خود طی میکند تا دوباره به وضعیت قبلی بازگردد.
فرکانس ارتعاش طبیعی در یک سیستم خطی که دارای میرایی (تضعیف) است.
وسیلهای برای جذب انرژی به منظور کاهش شوک یا دامنه ارتعاش.
نسبت ضریب میرایی واقعی به ضریب میرایی بحرانی در سیستمی که دارای میرایی گرانروی (ویسکوز) خطی است.
نکته: نسبت میرایی معمولاً به صورت درصدی از میرایی بحرانی نیز بیان میشود.
زمانی که بیانگر لگ (Lag) یا کندی پاسخ سیستم است. عموماً این زمان به عنوان فاصله زمانی بین اعمال سیگنال ورودی پله تا لحظه برخورد خط مماس با محور زمان تعریف میشود.
نکته: این زمان «زمان مرده مؤثر» (Effective dead time) نیز نامیده میشود.
اندازهگیری تغییرات ابعادیِ فاصله (شکاف) بین روتور و پوسته (Casing) که به دلیل تفاوت در سرعت انبساط حرارتی روتور و پوسته رخ میدهد.
سیگنالی دارای پارامتری که مجموعهای از مقادیر گسسته (رقمگذاری شده) را به صورت عددی نمایش میدهد.
مبدلی که خروجی آن (معمولاً یک سیگنال الکتریکی) متناسب با جابهجایی ورودی است.
خروجی کنتاکت الکتریکی که در آن، از سمت تحریککننده کنتاکت، هیچ توان الکتریکی (برق) به بخش کنتاکت تغذیه نمیشود.
ویژگیهای پاسخ تجهیزات در مواجهه با ورودیهایی که با زمان تغییر میکنند.
میزان انحراف (شکمدادگی) محور روتور در ماشینآلات دوار؛ زمانی که روتور به دلیل وزن خودش یا سرعت خنککاری نامتقارن، در حالت توقف یا سرعت بسیار پایین است.
اثر نامطلوب اعمال شده بر مدارها و قطعات توسط یک میدان مغناطیسی خارجی.
نکته: تداخل فرکانس رادیویی (RFI) یک نمونه شناخته شده از آن است.
ارتعاشی که نقاط مرتعش در آن، یک مکان هندسی بیضوی را ترسیم میکنند.
تفاضل جبری بین مقدار اندازهگیری شده و مقدار ایدهآلِ متغیری که باید اندازهگیری شود.
نیروی خارجی که بر سیستم یا ورودی اعمال میشود.
دستهبندی انفجاری یا دمای اشتعال گازهای انفجاری موجود (یا فرض شده) در محیط خطرناکی که تجهیزات ضدانفجار در آن نصب شدهاند.
محافظت در برابر انفجار یا آتشسوزی ناشی از خودِ تجهیزات، هنگامی که در یک محیط خطرناک حاوی گازهای انفجاری (گازهای مشتعلشونده یا بخارات حاصل از مایعات قابل اشتعال) نصب میشوند.
تجهیزاتی که با طراحی ضدانفجار ساخته شدهاند.
نکته: ساختارهای زیر بهطور معمول برای تجهیزات الکتریکی کنترلی صنعتی استفاده میشوند: ۱. ساختار ضد شعله (Flameproof) ۲. ساختار ایمنی ذاتی (Intrinsically safe) ۳. ترکیبی از موارد ۱ و ۲.
شدت میدان مغناطیسی موجود در محل نصب تجهیزات (میدانی که توسط خود دستگاه ایجاد نشده است).
نرخ وقوع خرابی در تجهیزات یا سیستمی که تا یک دوره زمانی مشخص کار کردهاند، در واحد زمان بعدی.
عملیات بالانس که با استفاده از یاتاقانهای خودِ ماشین و ساختار تکیهگاهی آن انجام میشود، بدون اینکه از دستگاه بالانس (Balancing Machine) مجزا استفاده شود.
نوعی ساختار ضد انفجار که در آن، اگر گازهای انفجاری در یک محفظه کاملاً بسته منفجر شوند، محفظه بتواند فشار انفجار را تحمل کرده و مانع از خروج شعلههایی شود که ممکن است باعث اشتعال گازهای انفجاری خارجی گردند. این ساختار باید توسط مراجع قانونی تست و تایید شود.
روتوری که شرایط تعریف شده برای “روتور صلب” (Rigid Rotor) را دارا نباشد.
سرعت دورانی که در آن یکی از مودهای خمشی اصلی روتور انعطافپذیر به حداکثر خود میرسد. در این حالت، تغییر شکل (Deflection) روتور اهمیت بیشتری نسبت به جابهجایی یاتاقان دارد.
شکلی (مود) که روتور در هنگام عبور از سرعت بحرانی خمشی به خود میگیرد.
ارتعاشی که به صورت تغییر در انحنای یک جسم الاستیک ظاهر میشود.
نسبت مقدار موثر (rms) به مقدار میانگین (Mean) در یک نیمسیکل که از دو نقطه صفر عبور میکند.
سازهای که یک سیستم مکانیکی را پشتیبانی میکند.
نکته: فونداسیون ممکن است در فضا ثابت باشد یا بر اثر حرکت خود، باعث ایجاد تحریک در سیستم مکانیکی تحت پشتیبانی شود.
تجزیه و تحلیل طیفی (Spectrum Analysis) پدیده ارتعاش را می گویند.
مود ارتعاشی که دارای کمترین فرکانس طبیعی است.
عملیات بالانسی که در سرعت دورانی انجام میشود که در آن روتور دیگر به عنوان یک جسم صلب محسوب نمیشود.
باری که دارای مولفه راکتانس (Reactance) باشد.
مقداری که به سیگنال ورودی اضافه میشود.
امپدانسی که در مدار یک دستگاه، هنگامی که از ترمینال ورودی به داخل آن نگاه میکنیم، دیده میشود.
نبود خط مشترک (Common Line) بین سیگنالهای ورودی و خروجی یک تجهیز.
محدوده اندازهگیری که مشخصات یک مبدل (مانند حساسیت، ضریب مقیاس، خطی بودن و غیره) را برآورده میکند.
مبدلی که خروجی آن در محدوده فرکانسی مشخص، متناسب با ورودی است.
بازه بین حداکثر و حداقل متغیرهای مورد اندازهگیری گفته می شود.
تفاضل بین حد بالا و پایین محدوده اندازهگیری (تفاوت خروجی از شروع تا پایان بازه) گفته می شود.
زمان مورد نیاز از شروع فرآیند اندازهگیری تا دستیابی به نتیجه نهایی گفته می شود.
میانگین زمان بین خرابیهای متوالی که در یک دوره زمانی و شرایط مشخص در طول عمر مفید تجهیزات رخ میدهد.
میانگین زمان مورد نیاز برای انجام عملیات تعمیر.
مقداری که به سیگنال خروجی اضافه میشود.
امپدانسی که در مدار داخلی تجهیزات، هنگامی که از سمت ترمینال خروجی دیده میشود، وجود دارد.
حداکثر اختلاف جبری بین مقادیر نهایی (بیشینه و کمینه) یک کمیت ارتعاشی در یک بازه مشخص می باشد.
بیشترین مقدار در یک بازه مشخص می باشد.
اختلاف بین زوایای فاز در دو دوره تناوب با فرکانس برابر. برای یک کمیت سینوسی، این مقدار برابر است با اختلاف بین زوایای فاز که از یک مرجع یکسان اندازهگیری شدهاند.
توانایی تجهیزات برای ارائه عملکرد مورد نیاز در یک دوره زمانی و شرایط مشخص می باشد.
کمترین فاصله بین دو مقدار مجاور که از یکدیگر قابل تشخیص باشند.
فرکانسی که در آن پدیده رزونانس رخ میدهد.
نسبت تغییر در مقدار نمایش داده شده به تغییر در مقدار مورد اندازهگیری در تجهیزات می گویند.
تفاضل بین حد بالا و پایین محدوده (Range) را می گویند.
وضعیت روتور که در نتیجه نیروی گریز از مرکز، باعث ایجاد نیرو یا حرکت ارتعاشی روی شفت میشود.
میزان نابالانسی شفت روتور صلب که به عنوان حداکثر مقدار قابل تحمل در یک صفحه عمود بر شفت تعریف میشود.
سرعت را بر حسب میلیمتر بر ثانیه اندازهگیری میکند. معمولاً از نوع IEPE (پیزوالکتریک با تقویتکننده داخلی) یا نوع کویل متحرک (Moving Coil) است.
ابزار اندازهگیری که قادر است میزان ارتعاش را (بر حسب مقدار پیک، RMS و غیره) روی مقیاس نمایش دهد.
تنظیم نقطه صفر تجهیز بر روی یک مقدار یا موقعیت مشخص از طریق عملیات الکتریکی یا مکانیکی تنظیم می شود.
اندازهگیری مستقیم و نمایش دامنهی لحظهای خروجی سنسور بهعنوان تابعی از زمان است. این نمایش برای بررسی وقایع گذرا (Transient Events)، ضربهها، و شکل موجهای لحظهای (مانند آزمون شوک – Shock Test) اهمیت ویژه دارد.
میزان کلی لرزش که در یک بازه وسیع از فرکانسها اندازهگیری میشود، نه فقط در یک فرکانس خاص.
به زبان فنیتر، وقتی یک سنسور لرزش (مثل سنسور IEPE) سیگنال ارتعاش را ثبت میکند، این سیگنال ترکیبی از موجهایی با فرکانسهای مختلف است. اگر همه آنها را با هم — مثلاً از 10 Hz تا 10 kHz — جمع کنیم و بهصورت میانگین توان یا RMS محاسبه کنیم، به آن مقدار میگویند سطح ارتعاش پهنباند.
یک جفت نمودار که نسبت دامنه (Amplitude Ratio) و تغییر فاز (Phase Shift) را نسبت به فرکانس برای یک پاسخ فرکانسی نشان میدهد.
مقاومت بارِ قابل اتصال، در محدودهای که عملکرد دستگاه تضمین شده باشد.
مقیاس کمیِ نابالانسی (در یک سطح مشخص) در روتور، بدون در نظر گرفتن موقعیت زاویهای. این مقدار همچنین حاصلضرب «جرم نابالانسی» در «برونمرکزی جرم» است.
نکته: واحد نابالانسی برای مثال g-mm (گرم-میلیمتر) است.
زاویه مکانی که جرم نابالانس در آن قرار دارد، نسبت به یک خط مرجع در سیستم مختصات قطبی که در صفحهای عمود بر خط مرکزی محور (شفت) ثابت شده است.
فرآیندی که شامل جمعآوری، پردازش، نمایش و به طور خاص تفسیر شکل موج ارتعاش بدنه ماشین و یا شفت در رابطه با وضعیت ماشین است.
استفاده از سنسورهای ارتعاشی برای ارزیابی یکپارچگی سازههای بزرگ مانند پلها، ساختمانهای بلند، و مخازن تحت شرایط عملیاتی یا محیطی (مانند زلزله یا باد).
استفاده از دادههای ارتعاشی برای پیشبینی زمان احتمالی شکست قطعات ماشینآلات (مانند یاتاقانها، گیربکسها، و روتورها) قبل از وقوع خرابی کامل، با استفاده از روشهای تحلیل روند (Trending).
اندازهگیری ارتعاش ماشینآلات جدید در سایت نصب برای اطمینان از اینکه پارامترهای ارتعاشی آنها در محدوده مشخص شده در قرارداد (مانند استاندارد ISO 10816) قرار دارند.
ثبات و یکسانی خروجی سسور نسبت به افزایش تدریجی ورودی؛ برای مشاهده مقدار واقعی به واژه Linearity مراجعه شود.
نسبت مستقیم با فرکانس f طبق رابطهی ω=2πf \omega = 2\pi f ω=2πf.
فرکانسی که در آن سختی دینامیکی سیستم در کمینهی خود قرار میگیرد و پاسخ ارتعاشی کاهش مییابد.
مداری که تنها سیگنالهای واقع در یک بازهی فرکانسی مشخص را عبور میدهد و سایر مؤلفهها را حذف میکند.
مکانیزمی مکانیکی که برای جدا کردن حسگر یا تجهیزات از ارتعاشات زمین یا پایه استفاده میشود تا نویز محیطی کاهش یابد.
ولتاژ مرجع DC موجود در خروجی سنسور است.
نویز تصادفی با گسترهی وسیع فرکانسی که در کل پهنای باند سیستم پراکنده است.
خاصیتی از سیستمهای الکتریکی (نظیر حسگر بار و ورودی تقویتکننده) که توانایی ذخیره بار الکتریکی دارد و در تخمین رفتار دینامیکی مدار سنسور مؤثر است.
اطمینان از عدم اتصال الکتریکی بدنهی حسگر با سطح نصب برای جلوگیری از حلقههای زمین (Ground Loops).
وسیلهای برای تبدیل یا پردازش سیگنالهای خروجی مبتنی بر بار الکتریکی.
طراحیای که در آن نیروی ورودی به موازات محور بلور پیزوالکتریک اعمال میشود.
فرآیند نظارت بر پارامترهای ماشین بهمنظور شناسایی و پیشبینی خرابیها.
پدیدهی فیزیکی اتلاف انرژی ارتعاشی، که معمولاً بهصورت درصدی از میرایی بحرانی بیان میشود و نقش مهمی در کنترل پاسخ دینامیکی دارد.
واحد لگاریتمی برای بیان نسبت دامنه یا توان بین دو سیگنال می باشد.
تعداد مسیرهای مستقل حرکت سیستم؛ برای مثال، حرکت یک جسم صلب سهبعدی شامل شش درجه آزادی است (۳ خطی + ۳ دورانی).
روشی در اندازهگیری الکتریکی که دو سیگنال با مرجع مشترک مقایسه میشوند تا نویز مشترک حذف گردد.
فاصلهی طیشده از مکان مبدأ تا موقعیت جدید؛ معمولاً از دو بار انتگرالگیری سیگنال شتاب به دست میآید.
ویژگی سنسور که در آن حساسیت خروجی در تمام محدودهی کاری تقریباً ثابت باقی میماند.
نوعی حالت لرزشی که با خمش سازه یا المان حسگر مشخص میشود.
پایهی ریاضی تحلیل فرکانسی و الگوریتم FFT که سیگنال را از حوزهی زمان به حوزهی فرکانس تبدیل میکند.
نوسان سامانه بدون نیروی محرک خارجی، تنها تحت تأثیر وضعیت اولیه.
نمودار دامنه در برابر فرکانس، نمایش گرافیکی محتوای فرکانسی سیگنال می باشد.
ضریب تقویتکننده یا نسبت بزرگی خروجی به ورودی در سامانهی اندازهگیری است.
مسیر جریان ناخواسته در سیستمهای دارای چند نقطه اتصال به زمین که موجب تداخل نویزی میشود.
مؤلفهای از سیگنال که مضربی صحیح از فرکانس بنیادی است. وجود هارمونیکها در طیف فرکانسی نشانگر پدیدههای غیرخطی یا نقصهای مکانیکی در ماشین است.
نوعی فیلتر الکترونیکی که تنها سیگنالهای با فرکانس بالاتر از مقدار مشخص شده را عبور میدهد.
اختلاف مقدار خروجی حسگر هنگامی که ورودی از مسیر افزایش به نقطهای میرسد، در مقایسه با همان نقطه هنگام کاهش ورودی؛ بیانگر اثرات مکانیکی یا خستگی در المان سنسور است.
نوعی حسگر پیزوالکتریک دارای مدار داخلی نیمههادی (FET) که خروجی ولتاژی با امپدانس پایین فراهم میکند.
اصطلاح عمومی برای حسگرهای ICP®؛ هر دو نوع عملاً عملکرد یکسانی دارند و تنها تفاوت در نام تجاری است.
ترنسدیوسری ویژه است که بهطور همزمان نیرو و حرکت را اندازهگیری میکند و معمولاً در آزمونهای ارتعاشی نیرو و صلبیت به کار میرود. برای اندازهگیری همزمان نیروی ورودی و پاسخ لرزشی در آزمایش انتقال نیرو استفاده میشود.
تبدیل ریاضیِ شتاب به سرعت یا جابهجایی لرزش می باشد.
سرامیک پیزوالکتریک رایج در ساخت حسگرها به دلیل حساسیت بالا و خواص الکتریکی پایدار.
نشاندهنده انطباق پاسخ سنسور با خط مستقیم ایدهآل در کل محدودهی کاری می باشد.
نوع حسگر که توان مورد نیاز خود را مستقیماً از جریان اندازهگیری حلقه (مثلاً ۴–۲۰ میلیآمپر) تأمین میکند.
نسبت نیروی اعمالشده به سرعت ارتعاشی است که شاخصی از مقاومت دینامیکی سیستم در برابر حرکت است.
نیروی پیچشی لازم برای محکم کردن سنسور نصبشده است که تأثیر مستقیم بر پاسخ فرکانسی دارد.
کمیت لَختی در طراحی جرم لرزشی حسگر که بر حساسیت و فرکانس تشدید تأثیرگذار است.
پارامتر فیزیکی واقعی که سنسور باید آن را اندازهگیری کند (مثلاً شتاب، نیرو، یا فشار).
سیگنالهای الکتریکی ناخواسته که موجب کاهش وضوح اندازهگیری میشوند.
مقیاسدهی دادهها نسبت به یک مرجع استاندارد برای مقایسهی دقیقتر نتایج.
بیشترین مقدار لحظهای سیگنال در بازهی زمانی مشخص گفته می شود.
نوع استاندارد سنسور اندازه گیری شتاب لرزش می باشد.
میزان نزدیکی اندازهگیریهای متوالی به یکدیگر در شرایط مشابه.
تولید بار الکتریکی ناخواسته در اثر تغییر دما در ماده پیزوالکتریک؛ معمولاً عامل نویز در حسگرهاست.
تکنیک پردازش سیگنال برای کاهش نویز مشترک و افزایش دقت تفاضلی.
طراحی سنسور که نیرو عمود بر محور قطبش بلور پیزوالکتریک وارد میشود؛ مقاومت بالاتری در برابر تنش پایه دارد.
بزرگترین شدت ضربه یا شتاب آنی که حسگر میتواند بدون آسیب تحمل کند.
دستگاه تحلیل فرکانسی برای انجام FFT و نمایش طیف ارتعاش می باشد.
میزان مقاومت سازه در برابر تغییر شکل مکانیکی است.
توان الکتریکی لازم برای کارکرد مدار داخلی حسگرهای IEPE/ICP®.
ترنسدیوسر تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی است.
نسبت شتاب انتقالیافته به پایه سنسور در مقایسه با شتاب ساختار داخلی سنسور.
میزان سرعت لرزش می باشد. و انتگرال شتاب لرزش می باشد.
مطالعه رفتار دینامیکی سازهها بر پایه دادههای ارتعاشی می باشد.
تنظیم برای حذف ولتاژ یا جریان اولیهی ناخواسته در خروجی سنسور.
مدت زمان لازم برای بازگشت خروجی سنسور به حالت سکون پس از یک تحریک گذرا می باشد.
واحد تنظیمکننده یا منبع تغذیه، جریان ثابت لازم را برای حسگر فراهم میکند و مشخصات خروجی حسگر را برای تحلیل بعدی تبدیل مینماید. حسگرهای حالت بار به واحد تبدیلکنندهی خارجی برای تبدیل بار به ولتاژ نیاز دارند، اما حسگرهای ICP® یا IEPE فقط به منبع جریان ثابت نیاز دارند.
مربوط به توان DC مورد نیاز برای عملکرد مدارهای داخلی نیمههادی سنسور (مانند تقویتکننده FET) می باشد.
جریان ثابت تأمینشده برای حسگرهای IEPE/ICP® جهت تغذیه و کنترل خروجی ولتاژی ترنسدیوسر است.
اغلب شتابسنجهای استاندارد نوع ICP® دارای محدودهی فرکانسی مفید بین ۱۰ هرتز تا ۱۰٬۰۰۰ هرتز (۱۰ kHz) در گواهیهای کالیبراسیون خود هستند. البته بسته به مدل حسگر و سطح نویز مجاز در سیستم، در عمل، محدوده قابلاستفاده آنها ممکن است کمی وسیعتر از این مقدار باشد. این محدوده تضمین میکند که پاسخ سنسور در ناحیه کاری صنعتی تقریباً خطی باقی بماند و دقت اندازهگیری در طیف ارتعاشات واقعی حفظ شود.
حسگرهای پیزوالکتریک ذاتاً برای سنجش کمیتهای دینامیکی طراحی شدهاند؛ یعنی پارامترهایی که با زمان تغییر میکنند و شامل ارتعاشات، امواج گذرا یا نیروهای متناوب هستند. اصلیترین کاربرد آنها در اندازهگیری شتاب (Acceleration) است، اما بسته به نوع طراحی و کالیبراسیون، همین فناوری میتواند برای اندازهگیری نیرو (Force)، کشش یا تنش (Strain) و فشارهای گذرا (Dynamic Pressure) نیز به کار رود. از آنجا که پدیدهی پیزوالکتریک بر پایهی تولید بار الکتریکی در اثر تغییر مکان مکانیکی لحظهای عمل میکند، این حسگرها بهطور طبیعی برای اندازهگیریهای ایستا یا DC مناسب نیستند؛ زیرا در شرایط بدون تغییر ورودی، بار تولیدی به مرور نشت کرده و سیگنال خروجی افت میکند. فقط در طراحیهای ویژه با مدارهای جبرانسازی، امکان ثبت فرکانسهای پایین یا شبهاستاتیک فراهم شده است.
سنسورهای پیزوالکتریک بسته به نوع کاربرد و شرایط کاری در سه ساختار مکانیکی اصلی طراحی میشوند. در حالت فشاری (Compression Mode)، نیرو بهصورت محوری بر بلور پیزوالکتریک اعمال میشود؛ این سادهترین و متداولترین نوع طراحی است و در اغلب شتابسنجهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. در حالت برشی (Shear Mode)، نیرو بهطور جانبی و مماس بر سطح بلور وارد میشود؛ این پیکربندی نسبت به تغییرات دما و تنشهای پایه مقاومتر بوده و سیگنال خروجی نویز کمتری دارد. در نهایت، حالت خمشی یا کانتیلیور (Bending/Cantilever Mode) شامل اعمال خمش بر بلور است و معمولاً در حسگرهای آموزشی، کمحساسیت یا کاربردهای خاص بهکار میرود. هر سه ساختار مبتنی بر پدیدهی پیزوالکتریسیته هستند، به این معنا که تنش مکانیکی وارد بر بلور موجب تولید بار الکتریکی متناسب با مقدار نیرو خواهد شد.
مواد اصلی حسگرهای پیزوالکتریک با توجه به حساسیت، پایداری و دمای کاری انتخاب میشوند.
طبیعی، دارای پایداری حرارتی و نویز پایین؛ مناسب برای دماهای بالا و اندازهگیری دقیق.
سرامیکی مهندسیشده با ضریب پیزوالکتریکی بالا؛ پرکاربردترین ماده در سنسورهای صنعتی.
سرامیکهای طراحیشده برای شرایط خاص مانند دما یا حساسیت بسیار بالا، مانند اکسید باریوم–استرانسیم–تیتانات.
روش نصب نقش مهمی در دقت اندازهگیری دارد، مخصوصاً در فرکانسهای بالا:
بهترین تماس مکانیکی و پاسخ فرکانسی بالا.
مناسب سطوحی که نباید سوراخ شوند؛ دقت متوسط.
سریع و موقت، اما با افت پاسخ در فرکانسهای زیاد.
برای کاهش نویز و لرزش کمفرکانس در سازههای بزرگ.
تماس مکانیکی ضعیف یا چسب نرم میتواند باعث افت حساسیت و ایجاد رزونانس ناخواسته شود.
حسگرهای IEPE سیگنال خروجی با امپدانس پایین (ولتاژ) تولید میکنند که در برابر نویز محیط و طول کابلها مقاوم است. این حسگرها نیازمند یک منبع تغذیه جریان ثابت هستند.
این منبع، جریانی پایدار را از طریق کابل کواکسیال به حسگر میفرستد. این جریان، ولتاژ مورد نیاز برای عملکرد مدار پیشتقویتکننده (معمولاً یک ترانزیستور اثر میدان – FET) را تأمین کرده و در عین حال، ولتاژ خروجی متناسب با شتاب را به سیستم اندازهگیری منتقل میکند.