Результаты измерения основных параметров системы управления виброиспытаниями ZETLAB

Система управления виброиспытаниями ZETLAB состоит из:

• виброустановки (вибростенда),
• первичных преобразователей (датчиков ускорения),
• анализатора спектра, реализующего функции генератора и вольтметров,
• специализированного программного обеспечения ZETLAB система управления вибростендами.

Ниже приведены характеристики системы на базе вибростенда ВС 133 и анализатора спектра ZET017-U4.

Количество входных каналов

• 4 или 8 входных синхронных каналов.

Типы подключаемых вибродатчиков

• Акселерометры с зарядовым выходом.
• Акселерометры с питанием ICP.
• Виброметры с выходом по напряжению с мгновенными значениями.
• Датчики со стандартным токовым выходом 4-20 мА.
• Велосиметры.
• Датчики перемещения.

Частотный диапазон измерения вибрации

• От 1 Гц до 10 КГц.

Динамический диапазон входного сигнала

Для измерения динамического диапазона имеется несколько характеристик:

• SNR (Signal to Noise Ratio) — отношение сигнал / шум
• SFDR (Spurious Free Dynamic Range) — динамический диапазон, свободный от паразитных составляющих
• SINAD (Signal to Noise Distortion Ratio) — отношение сигнал / (шум + искажения)
• THD (Total Harmonic Distortion) — суммарный коэффициент гармонических искажений (коэффициент нелинейных искажений)

SNR вычисляется как отношение среднеквадратичных значений основного сигнала и сигнала без пяти первых гармоник и постоянной составляющей.

Для вычисления используются два вольтметра переменного тока: первый измеряет СКЗ сигнала, второй измеряет СКЗ фильтрованного сигнала. Фильтр высоких частот с частотой среза не меньшей чем 6-я гармоника основного сигнала автоматически устраняет первые пять гармоник и устраняет постоянную составляющую.

SFDR вычисляется как отношение СКЗ несущей частоты к СКЗ наибольшей гармонике шума (или паразитных гармоник).

Программа «узкополосный спектр» может показывать значения в децибелах, поэтому расчет становится элементарным. Отношение амплитуд можно заменить разностью логарифмов и просто вычесть из значения в децибелах основной гармоники значение в децибелах максимальной из остального спектра. На приложенном рисунке максимальное значение имеет 5-я гармоника.

SINAD вычисляется одним из двух способов:

1. Отношение мощности всего сигнала к суммарной мощности шумов и искажений.
2. Отношение мощности несущей частоты к мощности шумов и искажений после выключения сигнала.

THD вычисляется как отношение СКЗ суммы амплитуд всех паразитных гармоник входного сигнала к амплитуде основной гармоники:

Программа «Анализ нелинейных искажений» может подсчитать суммарный коэффициент гармонических искажений и выразить его в децибелах.

Основная погрешность измерения амплитуды

По методике поверки «анализатора спектра ZET 017» ЗТМС.411168.004 МП

• ±(0,005Uн + 10,0 мВ) до 7 В ПКУ = 1
• ±(0,005Uн + 1,0 мВ) до 0,7 В ПКУ = 10
• ±(0,005Uн + 0,1 мВ) до 0,07 В ПКУ = 100

Если 1 В соответствует 120 дБ, то относительная погрешность не должна превышать 0,13 дБ.

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) относительная погрешность измерения виброускорения, виброскорости или виброперемещения не должна превышать 1,1 дБ.

Коэффициент нелинейных искажений

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) коэффициент нелинейных искажений не должен превышать

• 0,1%.

Гальваническая развязка

• Отсутствует.

Количество выходных каналов

• 1.

Связанность выходных каналов

• Независимый канал, фазируемый к основному каналу, обратная связь задаётся произвольным датчиком.

Частотный диапазон воспроизведения сигналов

• 0,03 … 20000 Гц.

Динамический диапазон воспроизведения сигналов

Коэффициент нелинейных искажений по всему частотному и динамическому диапазону

По ТУ 4222-019-23516373-08 (ЗТМС.411168.002ТУ) коэффициент нелинейных искажений не должен превышать

• 0,1%.

Гальваническая развязка выходного канала

• Отсутствует.

Реализуемые алгоритмы на контроллере

• Синусоидальная вибрация.
• Широкополосная случайная вибрация.
• Классический удар.

Дополнительные алгоритмы, реализуемые на контроллере

• Узкополосный спектр.
• Измерение нелинейных искажений.
• Интегратор для расчета виброскорости и виброперемещения.
• Дифференциатор для расчета виброускорения и виброскорости.
• Измерения АЧХ и ФЧХ.
• Измерение частотной зависимости нелинейных искажений.
• Оценка амплитудной неравномерности.
• Измерение параметров резонансов, собственные частоты, добротности.
• Построение гистограммы распределения случайных сигналов.
• Отображение вектора колебаний трёхкомпонентного датчика.

Методы обработки входных каналов

• По одному каналу.
• Средний уровень по набору каналов.
• Максимальный уровень по набору каналов.
• Минимальный уровень по набору каналов.
• Согласованная фильтрация по каналам.
• Обработка по заданной формуле.

Защита по предельным параметрам

Реализовано.

Добротность удерживаемого резонанса

По известному соотношению, что добротность резонанса равна разности относительных частот со значением сигнала равным 1/√2 от значения в резонансе:

Скорость развертки по синусоидальной вибрации

Предельная скорость нарастания и спада сигнала при синусоидальной развёртке

Отличие плотности вероятности ШСВ от Гауссова распределения

Соотношение сигнал/шум, при котором работает система

Месторасположение контроллера и соединение с компьютером.

• По шине USB до 2 метров.
• Наличие гальванической развязки контроллера с компьютером.
• Возможность расположения контроллера в испытательной зоне.
• Исполнение контроллера IP 54 или IP 68.

Влияние сетевой помехи 50-60 Гц на работоспособность контроллера

• Не влияет.