Влияние внешних факторов на измерения в области низких частот

Это связано с тем, что на низких частотах при малых перемещениях, воспроизводимых большинством вибростендов, на поверяемый датчик воздействует виброускорение низкого уровня, при этом, сигнал, отдаваемый датчиком, соизмерим с уровнем помех. Поэтому для получения достоверных результатов измерений следует провести ряд мероприятий для минимизации влияния внешних факторов.

Прежде всего, следует исключить импульсные помехи от силовых установок вблизи испытательного комплекса, поскольку на низких частотах уровень сигнала с датчика соизмерим с уровнем электронных шумов, а импульсные помехи всегда превышают уровень электронных шумов (см. рисунок 1). Таким образом, в условиях импульсных помех наблюдаются скачки показаний, и результат измерений многократно превышает значение реально измеряемого виброускорения. Также следует максимально уменьшить влияние внешних магнитных полей на испытательный комплекс.

Рисунок 1 – Осциллограмма сигнала в условиях импульсных помех

При измерении параметров высокочувствительных датчиков в области низких частот следует учесть динамическое воздействие окружающей температуры (см. рисунок 2). Это когда быстрое изменение окружающей температуры приводит к механическим деформациям корпуса вибродатчика, которое передается непосредственно на пьезоэлемент. При медленных изменениях температуры подобные процессы не наблюдаются. Таким образом, следует также исключить движение воздушных потоков вблизи измерительной установки.

Рисунок 2 – Осциллограмма сигнала в условиях температурных воздействий

Значительный вклад в результаты измерений низкочастотных сигналов также могут вносить механические помехи (см. рисунок 3). Поэтому для проведения измерений параметров виброизмерительных преобразователей в области низких частот требуются специализированные помещения, обладающие хорошей звукоизоляцией и теплоизоляцией. Здание должно быть установлено на специальном фундаменте и расположено вдали от транспортных коммуникаций: автомобильных магистралей, железных дорог и аэропортов.

Рисунок 3 - Осциллограмма сигнала в условиях механических помех

Кроме того, для выделения полезного сигнала из показаний сейсмоприемников рекомендуется использовать узкополосный спектральный анализ, который позволяет получать результаты на несущей частоте сигнала. Таким образом высокочастотные составляющие, например, импульсные помехи, не влияют на полученные данные.

Соблюдение указанных рекомендаций позволит свести к минимуму влияние внешних факторов на результаты измерений сейсмоприёмников и проводить качественную поверку виброизмерительных преобразователей в области низких частот.

Примечание: осциллограммы сигналов, используемые в данной статье, получены с помощью программы "Многоканальный осциллограф" при поверке сейсмоприемников ВС1313 в условиях воздействия различных помех, обработка сигналов осуществлялась анализатором спектра ZET017.