Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1



Hasonló dokumentumok
Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Mechanika I-II. Példatár

Méréselmélet és mérőrendszerek

Rezgések és hullámok

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA MEGOLDÁSI ÚTMUTATÓ

Rezgőmozgás, lengőmozgás

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Diagnosztika Rezgéstani alapok. A szinusz függvény. 3π 2

1. témakör. A hírközlés célja, általános modellje A jelek osztályozása Periodikus jelek leírása időtartományban

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Rezgőmozgások. Horváth András SZE, Fizika és Kémia Tsz szeptember 29.

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Az elméleti mechanika alapjai

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

1. Milyen módszerrel ábrázolhatók a váltakozó mennyiségek, és melyiknek mi az előnye?

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

Számítási feladatok megoldással a 6. fejezethez

2.11. Feladatok megoldásai

1. A hang, mint akusztikus jel

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Hálózatok számítása egyenáramú és szinuszos gerjesztések esetén. Egyenáramú hálózatok vizsgálata Szinuszos áramú hálózatok vizsgálata

EGYFÁZISÚ VÁLTAKOZÓ ÁRAM

Mérés és adatgyűjtés

Elektronika Oszcillátorok

REZGÉSDIAGNOSZTIKA ALAPJAI

Kiss Attila: A rezgési paraméter választás szempontjai

ZAJ ÉS REZGÉSVÉDELEM Rezgéstan és hangtan

Egyszerű áramkörök árama, feszültsége, teljesítménye

Mérés nyúlásmérő bélyegekkel, adatgyűjtés Spider 8 CATMAN rendszerrel

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

Mechanika. Kinematika

Mérnöki alapok 10. előadás

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Anyagvizsgálati módszerek

Számítási feladatok a 6. fejezethez

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

Mechanikai rezgések = 1 (1)

Járművek lengései. Gépjármű Futóművek II. Szabó Bálint

Rezgő testek. 48 C A biciklitől a világűrig

A hang mint mechanikai hullám

Házi Feladat. Méréstechnika 1-3.

Szent István Egyetem Fizika és folyamatirányítási Tanszék FIZIKA. rezgések egydimenziós hullám hangok fizikája. Dr. Seres István

Zaj és rezgésvédelem Rezgéstan és hangtan

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Villamosságtan szigorlati tételek

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

Fizika alapok vegyészeknek Mechanika II.: periodikus mozgások november 10.

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem. Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar. Fizika dolgozat. Kovács Emese. 4-es tankör április 30.

Oszcillátorok. Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör?

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

RC tag mérési jegyz könyv

Felhasználói kézikönyv

Az inga mozgásának matematikai modellezése

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Definíció (hullám, hullámmozgás):

FIZIKA. Váltóáramú hálózatok, elektromágneses hullámok

RC tag Amplitúdó és Fáziskarakterisztikájának felvétele

Mérés és adatgyűjtés

A rezgések dinamikai vizsgálata, a rezgések kialakulásának feltételei

Differenciálegyenletek december 13.

Egyszabadságfokú grejesztett csillapított lengõrendszer vizsgálata

MÁGNESES INDUKCIÓ VÁLTÓÁRAM VÁLTÓÁRAMÚ HÁLÓZATOK

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

2.4. Coulomb-súrlódással (száraz súrlódással) csillapított szabad rezgések

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

FIZIKA I. RÉSZLETES VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Villamos mérések. Analóg (mutatós) műszerek. Készítette: Füvesi Viktor doktorandusz

FI rendszerek periodikus állandósult állapota (JR1 ismétlés)

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK. Váltakozóáramú hálózatok

4. mérés Jelek és jelvezetékek vizsgálata

Villamos motor diagnosztikája Deákvári József dr. Földesi István FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet

Teljesítm. ltség. U max

Elektrotechnika- Villamosságtan

Orvosi Fizika és Statisztika

Dr. habil. Czupy Imre

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

Elektromechanika. 4. mérés. Háromfázisú aszinkron motor vizsgálata. 1. Rajzolja fel és értelmezze az aszinkron gép helyettesítő kapcsolási vázlatát.

Hullámtan és optika. Rezgések és hullámok; hangtan Rezgéstan Hullámtan Optika Geometriai optika Hullámoptika

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Bevezetés a méréstechinkába, és jelfeldologzásba jegyzőkönyv

Diagnosztikai módszerek

Irányításelmélet és technika I.

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Történeti Áttekintés

REZGÉSTAN GYAKORLAT Kidolgozta: Dr. Nagy Zoltán egyetemi adjunktus

Rezgésdiagnosztika. Rezgésdiagnosztika, rezgésjellemző, lökésimpulzus, burkológörbe

Átírás:

Méréstechnika Rezgésmérés Készítette: Ángyán Béla Iszak Gábor Seidl Áron Veszprém 2014 [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

A rezgésekkel kapcsolatos alapfogalmak A rezgés a Magyar Értelmező Szótár megfogalmazása szerint egy egyensúlyi helyzetéből ellentétes irányokba kitérő testnek, anyagi részecskének vagy fizikai jelenségnek (pl. villamos feszültségnek) periodikus ingadozásaiból álló változása, ill. e változásnak egy mozzanata. Lehet csillapítatlan, amikor pl. a kitérés állandó vagy csillapított, ahol e változás az idő függvényében csökken. E megfogalmazáson túl a jelenség lehet aperiodikus is, amelynek időbeli lefolyása elvileg minden periodicitástól mentes. Maga a rezgés leírható a (részecske)kitérés (s), a (részecske)sebesség (v) vagy a (részecske)gyorsulás (a) időbeli változásával v = ds dt s = A sin (ω t + φ) = A ω cos(ω t + φ) a = dv dt = d2 t dt 2 = A ω2 sin (ωt + φ) ahol a már ismerteken kívül A a rezgés kitérés, sebesség vagy gyorsulás amplitúdója; ω a rezgés körfrekvenciája; t az idő; ϕ a fázisszög. E három alapösszefüggés bármelyike ábrázolható időfüggvényével (1. ábra) vagy spektrumával (frekvencia-eloszlásával) egyaránt. A periodikus rezgés legegyszerűbb esete a tisztán szinuszos rezgés (2. ábra), amely a műszaki gyakorlatban legegyszerűbb elemként kitüntetett szerepet játszik. Egyik legfontosabb jellemzője a T rezgésidő, ill. annak reciproka, a frekvencia: f = 1 T [Hz] [Ide írhatja a szöveget] oldal 2

Körfrekvencia: ω = 2 π f Gyakrak kell több szinuszos rezgés egyidejű megjelenésére számítani. A 3. ábra pl. két elemi (szinuszos) rezgés egyidejűségét szemlélteti, ahol T 1 =2*T 2, ill. f 1 =f 2 /2. Gyakorlatilag minden periodikus rezgés szinuszos rezgések összetételének tekinthető (statisztikus rezgés). Ilyen rezgés pl. a szabályos négyszög-rezgés is (4. ábra), amelynél jól látható, hogy a spektrumban csak a páratlan együtthatójú összetevők jelennek meg. [Ide írhatja a szöveget] oldal 3

Ezekben az esetekben az egyes összetevőket a Fourier-féle sorfejtéssel lehet meghatározni. Ekkor f(t) = a 2 + (a cos(k ωt) + b sin (k ω t)) ahol a 0 és b k állandók (Euler-Fourier-féle együtthatók); k természetes szám. [Ide írhatja a szöveget] oldal 4

A csillapított rezgés egyedi esetének fogható fel a tranziens rezgés (pl. 5. ábra), amely főként indítási és leállási folyamatoknál tapasztalható. A rezgés jellemzésére a kitérés idő (vagy sebesség idő, ill. gyorsulás idő) függvényen túl annak amplitúdója, az amplitúdó átlagértéke vagy effektív értéke, esetenként csúcstól csúcsig értéke szolgálhat (6. ábra). [Ide írhatja a szöveget] oldal 5

Az átlagérték (average value): x = 1 x(t)dt T Az effektív érték (négyzetes középérték: Root Mean Square; RMS): x = 1 T [x(t)] dt Ez utóbbi megfelel az elektrotechnika effektív értékének, s ebből következően a rezgés teljesítményére jellemző. [Ide írhatja a szöveget] oldal 6

Rezgésmérő Az elektronikus berendezések mechanikai rezgései rendszerint károsítják a berendezést, ezért a rezgések kimérése és megszüntetése fontos feladat. A mechanikai rezgés periodikus mozgás, amely lehet egyetlen frekvenciájú, de összetett is. A jel jellemzői: - Csúcsérték vagy csúcstól- csúcsig érték - Előjeles átlagérték (lineáris közép) - Effektív érték (négyzetes középérték, RMS) A rezgés jellemzői: - Gyorsulás - Sebesség - Elmozdulás A korszerű szenzorok mindhárom jellemző mérésére alkalmasak. Modell: A rezgésmérő egy mechanikai rezgőkör (tömeg (m), rugalmasság (D) és súrlódás (k)), amelyben a tömeg pillanatnyi mozgását az érzékelő mozgása (l), és a rezgő tárgy és az érzékelő relatív helyzete (s) együttesen határozzák meg. Az erők egyenlete egyszeri gerjesztésre: m d (l + s) dt + k dl + D l = 0 dt d l dt + k m dl dt + D m l = d s dt [Ide írhatja a szöveget] oldal 7

az ω = sajátfrekvenciát és β = csillapítást. Átrendezés után: d l dt + 2 β ω dl dt + ω l = d s dt Lehetséges esetek: a.) ha 2 β ω 1 és ω 1 akkor = tehát l = s az érzékelő a rezgés elmozdulását (utat) méri. b.) ha β 1 és ω ω akkor 2 β ω = ebből = 2 β ω tehát l v az érzékelő a rezgés sebességét méri. c.) ha β 0 és ω ω Periodikus gerjesztés esetén: akkor ω l = tehát l a az érzékelő a rezgés gyorsulását méri. s(t) = S sin (ωt) és l(t) = l sin (ωt + φ) A levezetés elhagyásával és a relatív elmozdulás bevezetésével: l S = (ω ω ) cos(φ) 2 β ω sin (φ) ω [Ide írhatja a szöveget] oldal 8

l S = ω (ω ω ) + (2 β ω ω) Legyen = η relatív frekvencia, akkor l S = η (1 η ) + 4 β η Az érzékelő jellemzői: A gyakorlatban a piezoelektromos gyorsulásérzékelőt használják. Ez az érzékelő nem igényel tápfeszültséget, nem tartalmaz mozgó alkatrészt. A gyorsulással arányos kimenőjel integrálásával a sebesség és elmozdulás jelek is megkaphatók. [Ide írhatja a szöveget] oldal 9

Az érzékelő lelke egy kerámiakristály, amelynek pólusai között nyomás, húzás vagy nyírás igénybevételre a ható erővel arányos elektromos töltés keletkezik. [Ide írhatja a szöveget] oldal 10

Az érzékelő jellemző frekvencia tartománya: Az érzékelő is rendelkezik saját rezonancia frekvenciával (tipikusan 20-30kHz), amelynek környezetében már nem lineáris jelet ad. Ezért csak a rezonancia frekvencia alatt alkalmazható. [Ide írhatja a szöveget] oldal 11

A mechanikai rezgések energiájának zöme a 10Hz 1kHz tartományba esik. Érzékenységét pc/ms -ban vagy mv/ms -ban adják meg. Az érzékelő rögzítése a mérendő tárgyhoz történhet: - ragasztással - csavarkötéssel - állandó mágnessel. [Ide írhatja a szöveget] oldal 12

Rezgésérzékelők megvalósítására pár példa [Ide írhatja a szöveget] oldal 13

[Ide írhatja a szöveget] oldal 14

[Ide írhatja a szöveget] oldal 15