Vibration Measurement - Measuring Vibration

Tarare un accelerometro

Nell’introduzione alla misurazione delle vibrazioni che risponde ad alcune delle domande di base poste dai principianti in quest’ambito si parla anche della calibrazione dell’accelerometro. L’introduzione offre una breve spiegazione degli aspetti seguenti: calibratori, misurazione della forza e dell’impedenza, scale logaritmiche e decibel.

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SOMMARIO

  1. Un calibratore semplice 
  2. Misurazione della forza e dell’impedenza 
  3. Scale logaritmiche e decibel

Ogni accelerometro Brüel & Kjær viene fornito tarato singolarmente in fabbrica e accompagnato da una tabella di taratura completa.

Quando gli accelerometri sono conservati e messi in funzione rispettandone i limiti ambientali specificati (ossia se non sono soggetti a urti, temperature, dosi di radiazione ecc. in eccesso), le loro caratteristiche subiscono variazioni minime in tempi molto lunghi. I test hanno dimostrato che le caratteristiche subiscono variazioni inferiori al 2% anche considerando periodi di diversi anni.

Tuttavia, in condizioni d’uso normali, gli accelerometri sono spesso soggetti a trattamenti piuttosto violenti che possono provocare variazioni significative e a volte addirittura danni permanenti. Se viene lasciato cadere dalla mano dell’operatore su un pavimento di cemento, un accelerometro può essere soggetto a un urto di molte migliaia di g, generalmente 2000.

Si raccomanda quindi di eseguire controlli periodici della sensibilità raggiunta dopo la taratura. Di solito, questi controlli sono sufficienti per confermare che l’accelerometro non è danneggiato.

 

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Calibratore semplice per accelerometri

Il modo più pratico per eseguire un controllo di taratura periodico è quello di utilizzare una sorgente di vibrazioni tarata a batteria di B&K che ha una piccola tavola a scosse integrata che genera esattamente 10 m/s2 a 159,5 Hz.

La taratura della sensibilità di un accelerometro viene verificata collegandolo alla tavola vibrante e prendendo nota del valore in uscita quando è sottoposto a una vibrazione pari a 10m/s2.

Nel caso di un calibratore portatile può risultare egualmente utile controllare una misurazione completa o analizzare le impostazioni prima di eseguire le misurazioni. L’accelerometro da misurare viene semplicemente trasferito dall’oggetto di misura al calibratore e sottoposto a vibrazioni pari a 10 m/s2. È quindi possibile controllare la lettura dello strumento. Nel caso in cui si stia effettuando una registrazione, si può registrare il livello di taratura di 10 m/s2 per riferimenti futuri.

 

Misurazione della forza e dell’impedenza

Nelle misurazioni meccaniche-dinamiche, insieme agli accelerometri vengono utilizzati anche i trasduttori di forza per determinare le forze meccaniche nella struttura e i movimenti vibratori che ne derivano. I parametri ricavati dalle misurazioni con i due diversi strumenti indicano l’impedenza meccanica della struttura.

Anche il trasduttore di forza usa un elemento piezometrico che, quando viene compresso, produce un valore in uscita proporzionale alla forza trasmessa attraverso di esso. I segnali di forza possono essere elaborati e misurati con gli stessi strumenti utilizzati con gli accelerometri.

Per le misurazioni dell’impedenza del punto su strutture molto leggere, l’accelerometro e il trasduttore di forza possono essere combinati in un’unità unica chiamata testa di impedenza. La maggior parte delle misurazioni dell’impedenza, tuttavia, vengono effettuate usando un accelerometro e un trasduttore di forza separati.

Parametri di vibrazione 

Scale logaritmiche e decibel

La frequenza viene spesso tracciata su una scala logaritmica. Ciò ha l’effetto di espandere le frequenze più basse e comprimere quelle più alte sul grafico o sullo schermo, utilizzando la stessa risoluzione percentuale per tutta l’ampiezza del grafico o dello schermo e mantenendone le dimensioni entro proporzioni ragionevoli.

Le scale logaritmiche vengono utilizzate anche per tracciare le ampiezze delle vibrazioni rendendo quindi possibile utilizzare la scala di decibel come ulteriore aiuto per confrontare i livelli. Il decibel (dB) è il rapporto tra un livello e un altro e non ha quindi dimensioni. Tuttavia, per definire i livelli di vibrazione assoluti, è necessario stabilire un livello di riferimento.

Ad esempio, possiamo dire che un livello di vibrazione è di 10dB maggiore di un altro livello senza dare ulteriori spiegazioni, ma se vogliamo dire che un livello di vibrazione è pari a 85 dB dobbiamo necessariamente metterlo in relazione con un livello di riferimento.

Dovremmo quindi dire che il livello di accelerazione vibratoria è di 85 dB, ovvero 10-6 m/s2.

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MISURAZIONE DELLE VIBRAZIONI
di BRÜEL & KJÆR

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