Об акустической восприимчивости акселерометров

Как акустический шум влияет на измерения вибрации

Вопрос. Как влияет повышенный акустический шум на измерения виброускорения приборами серий Экофизика и Октава, оснащенных акселерометрами АР98, АР99, АР2082М и аналогичными?

Ответ.

Датчики вибрации АР98, АР99, АР2082М имеют незначительную акустическую восприимчивость, которой при измерениях, как правило, можно пренебречь.

Чтобы оценить влияние акустической чувствительности датчика на измерения вибрации мы провели исследование, детали которого изложены ниже.

В качестве вибрирующей поверхности был выбран стол, вибрацию стола возбуждали колонкой, излучающей белый шум. Была проведена серия измерений по следующему алгоритму.

Датчики вибрации закрепили на платформе общей вибрации ООП03, положили на толстый слой мягкого материала (рис. 1) и провели измерение вибрации в третьоктавных полосах частот при воздействии акустического шума (белый шум, уровень звукового давления  в интересующих полосах частот составлял от 70 до 90 дБ). Установка через толстый слой мягкого материала практически исключает передачу вибрации на датчик.

Затем измерения повторили при установке датчика с платформой на стол без виброизолирующего слоя (рис. 2).

Результаты измерений в третьоктавах 63 Гц и 160 Гц с датчиком АР99 и АР2082М представлены в таблицах 1 и 2. Датчик вибрации AP99 был установлен вертикально ("Ось Z").

  Малошумящий датчик  АР99 Датчик AP2082M
  Ось Z Ось X Ось Y Ось Z
Измерения в 1/3-октавной полосе 160 Гц (при УЗД 83 дБ в той же полосе)
Показания виброметра при наличии виброизолирующего слоя, дБ отн. мкм/с2 57 56 57 60
Показания виброметра при жестком контакте платформы с поверхностью стола, дБ отн. мкм/с2 99 100 105 96
Показания прибора в отсутствии акустического и  вибрационного  воздействия, дБ отн. мкм/с2 35

50
Измерения в 1/3-октавной полосе 63 Гц (при УЗД 70 дБ в той же полосе)
Показания виброметра при наличии виброизолирующего слоя, дБ отн. мкм/с2 56 50 56 58
Показания виброметра при жестком контакте платформы с поверхностью стола, дБ отн. мкм/с2 80 63 68 83
Показания прибора в отсутствии акустического и  вибрационного  воздействия, дБ отн. мкм/с2 34 50

Выводы

  1. Если при измерении вибрации уровни звукового давления в октавах или третьоктавах превышают 70-80 дБ, то собственные шумы датчика в соответствующих частотных полосах могут превышать заявленные паспортные значения.
  2. Если измеряемые уровни виброускорения превышают 100 дБ отн. 1 мкм/с2, то искажения, вызванные воздействием акустического шума при уровнях звука не выше 100 дБ, будут пренебрежимо малы.
  3. При измерении малых уровней вибрации следует, по возможности, избегать воздействия повышенного акустического шума на датчик вибрации.
  4. Если при измерении вибрации избежать воздействия акустического шума на датчик вибрации невозможно, то перед измерением следует провести оценку собственных шумов датчика в условиях, максимально приближенных к условиям измерения вибрации.