La Misura delle Vibrazioni

(1)

13/03/2018

1

Laboratorio di Misura delle Vibrazioni La Misura delle Vibrazioni pag. 1

La Misura delle Vibrazioni

Vibrazioni Meccaniche

La Misura delle Vibrazioni Meccaniche

Naturalmente sembra evidente che la quantità da misurare per studiare il fenomeno della vibrazione sia misurare lo spostamento/posizione, cioè la quantità x.

Se il movimento è armonico allora si possono valutare algebricamente velocità e accelerazione relative al movimento armonico e si ha:

𝑥 𝑡 = 𝐴 𝑠𝑒𝑛 𝜔 𝑡 =𝐴 𝑠𝑒𝑛 2𝜋 𝑓 𝑡 𝑣𝑒𝑙 𝑡 = 𝜔 𝐴 𝑐𝑜𝑠 𝜔 𝑡 =2𝜋 𝑓 𝐴 𝑐𝑜𝑠 2𝜋 𝑓 𝑡 𝑎𝑐𝑐 𝑡 = −𝜔 𝐴 𝑠𝑒𝑛 𝜔 𝑡 = − 2𝜋 𝑓 𝐴 𝑠𝑒𝑛 2𝜋 𝑓 𝑡 La forma della funzione è la medesima (funzione armonica) ma cambia l’ampiezza.

(2)

13/03/2018

2 La Misura delle Vibrazioni Meccaniche

Se ipotizziamo un movimento ampio 10 mm a diverse frequenze si ha:

E’ evidente che aumentando la frequenza lo spostamento non può rimanere così elevato e quindi facilmente misurabile

f [Hz] X [mm] V [m/s] A [m/s2] A [g]

1 10 0.063 0.39 0.04

10 10 0.63 39.5 4

100 10 6.3 3947 402

1000 10 62.8 394 784 40284

La Misura delle Vibrazioni Meccaniche

Aumentando la frequenza si avrà dunque:

Perché il livello di accelerazione (legato per esempio alle forze di inerzia) sia ragionevole, il valore di spostamento deve essere molto piccolo, anche dell’ordine dei micron o frazione di micron.

f [Hz] X [mm] V [m/s] A [m/s2] A [g]

1000 1 6.3 39 478 4028

1000 0.1 0.63 3947 403

1000 0.01 0.06 39.5 40

1000 0.001 0.006 3.95 4

La Misura delle Vibrazioni Meccaniche

Ne consegue che solitamente per misurare le vibrazioni si preferisce misurare una accelerazione piuttosto che uno spostamento.

In alcuni casi si ricorre a strumenti in grado di misurare gli spostamenti, chiamati in questo casovibrometri, tuttavia gli strumenti più utilizzati per le misure di vibrazione sono dunque gli accelerometri che misurano appunta l’accelerazione (derivata seconda dello spostamento).

Per la misura delle vibrazioni in termini di spostamento gli strumenti più utilizzati sono quelli che consentono di apprezzare piccole variazioni del misurando (posizione) su piccoli range di ampiezza.

Sono strumenti in genere che consentono la misura di uno spostamento relativo.

In alcuni casi è possibile utilizzare come trasduttore di posizione unLVDT(corse più ampie).

In molti casi si ricorre all’utilizzo di un trasduttore di posizione a correnti parassite (proximity) che, avendo sensibilità più elevata, consente di apprezzare piccolissime ampiezze di vibrazione.

Anche sistemi ottici basati sull’utilizzo dei laser consentono di fare misure di vibrazione (interfermetro,laser a triangolazione)

Vibrometri

(3)

13/03/2018

3

Nella maggior parte dei casi la misura delle vibrazioni avviene misurando l’accelerazione invece dello spostamento.

Gli strumenti utilizzati sono gliaccelerometriche sono strumenti basati sul principio di misura inerziale e misurano l’accelerazione assoluta.

Accelerometri

IEPE Triaxial Accelerometer Cube (50 ... 1,000 g)

• IEPE, 50 ... 1,000 g ranges

• PiezoStar® element with very low sensitivity to temperature

• Miniature, low mass

• Hermetic, titanium construction

• Mini and standard, 4 pin connector options

• High temperature +165 °C [+330 °F] option

• Water resistant IP68 (up to 10 bars) option available

(dal sito del produttore)

Accelerometro - ICP

(4)

13/03/2018

4 Accelerometro - ICP

±5%

±10%

±3dB

Frequenza di risonanza 55kHz Banda Passante 0.5 – 10000 Hz (±5%) 0.5 – 12000 Hz (±10%) 0.4 – 20000 Hz (±3dB)