Принцип работы цифрового ручного виброметра состоит в том, чтобы преобразовать механическую величину вибрации в электрический сигнал через датчик, а затем после обработки схемы и вычисления данных визуально отображать параметры ускорения, скорости или смещения вибрации в цифровой форме. Ядром является реализация преобразования « механической вибрации → электрический сигнал → цифровой результат».

Его рабочий процесс в основном разделен на четыре основных этапа, каждый из которых работает вместе, чтобы обеспечить точность и удобство измерения:

Сбор вибрационных сигналов: датчики преобразуют механические колебания в электрические сигналы

Это основное входное звено виброметра, которое в основном полагается на встроенные пьезоэлектрические датчики (текущий основной тип), принцип выглядит следующим образом:

пьезоэлектрические кристаллы (такие как кварц, пьезоэлектрическая керамика) внутри датчика имеют « пьезоэлектрический эффект»: когда зонд виброметра контактирует с вибрационным объектом, вибрация объекта вызывает механическую деформацию кристаллов давления.

Деформация может привести к тому, что поверхность пьезокристалла будет генерировать равнозначный гетерогенный заряд, образуя слабый сигнал переменного напряжения (электрический сигнал), а частота и амплитуда электрического сигнала линейно соответствуют частоте и интенсивности вибрации объекта (чем сильнее вибрация, тем больше амплитуда электрического сигнала).

Некоторые вибрографы поставляются с магнитосберегающими или зондовыми зондами, которые обеспечивают тесный контакт с измеренным объектом и уменьшают потерю сигнала (например, измерение вибрации для небольших устройств или небольших пространств).

2. Предварительная обработка сигналов: усиление и фильтрация, устранение помех

Телефонные сигналы, выводимые датчиками, как правило, слабы (милливольт - уровень или даже микровольт - уровень) и могут быть смешаны с экологическими помехами (например, электромагнитным шумом), которые должны обрабатываться внутренними схемами:

Усиление сигнала: усиление слабых электрических сигналов до обрабатываемого диапазона напряжения (обычно вольт - уровня) с помощью вычислительного усилителя, обеспечивающего стабильный источник сигнала для последующей обработки.

Фильтрация: Встроенный низкочастотный, высокочастотный или полосовой фильтр, отфильтровывающий сигналы помех, не связанные с измерением (например, высокочастотный электромагнитный шум, низкочастотные колебания окружающей среды), сохраняет только эффективный сигнал, связанный с вибрацией объекта, избегая помех, приводящих к ошибке измерения.

3. Преобразование сигналов: преобразование аналоговых сигналов в цифровые

Предварительно обработанные электрические сигналы остаются аналоговыми сигналами (непрерывно изменяющееся напряжение), которые не могут быть обработаны непосредственно цифровой схемой и должны быть преобразованы посредством следующих шагов:

Преобразователь A / D (модульный преобразователь) внутри виброметра « отбирает» аналоговый электрический сигнал с фиксированным интервалом времени, преобразуя значение напряжения в каждой точке отбора проб в соответствующий цифровой код (двоичные данные).

Частота отбора проб должна соответствовать « критерию Найквиста» (обычно более чем в два раза больше измеренной частоты вибрации), чтобы гарантировать, что цифровой сигнал полностью восстанавливает характеристики первоначальной вибрации и избегает искажений сигнала.

Операции и отображение данных: вывод интуитивных цифровых результатов

После того, как цифровой сигнал вычисляется процессором, он в конечном итоге представляется в виде, доступном пользователю:

Операции с данными: процессор преобразует значения напряжения, соответствующие цифровому сигналу, в параметры физической величины вибрации, такие как ускорение (единицы: m / s², g), скорость (единицы: mm / s), смещение (единицы: мкм), в соответствии с заданным алгоритмом (в сочетании с параметрами чувствительности датчика) - эти три параметра являются основными показателями измерения вибрации, которые могут переключаться в соответствии с требованиями.

Цифровой дисплей: результаты вычислений отображаются непосредственно на жидкокристаллическом экране в цифровой форме, некоторые модели также поддерживают диаграмму формы волны, статистику максимума / минимума / среднего значения или переключаются на единицы, хранят данные, чтобы облегчить запись на месте и последующий анализ.