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1 Medidas fundamentales con sensores

2 Medidas de Vibraciones Covadonga Villalba Ingeniero de Marketing National Instruments

3 Puntos clave Fundamentos de vibraciones Sensores de vibración Requerimientos de un sistema de adquisición de datos Técnicas de procesamiento de señal Solución de NI relacionada con vibraciones

4 Por qué medimos vibraciones? Mantenimiento predictivo Ruido y vibración Monitorización estructural

5 Aplicaciones de vibraciones Testeo de Electrónica de consumo Ruido y vibración de motores Dinamómetros

6 Componentes de las medidas Sensor Acondicionamiento de señal PC Medida física Conectividad Conversor Analógico-Digital

7 Acelerómetros Medida Aceleración Velocidad y desplazamiento (integrando respecto al tiempo) El resultado se expresa en g o m/s 2 1 g = Aceleración en la superficie de la Tierra 1 g = 9.81 m/s 2

8 Los acelerómetros utilizan las propiedades de los cristales piezoeléctricos

9 La vibración genera una diferencia de potencial proporcional a la aceleración

10 Los acelerómetros se pueden orientar estructuralmente según el tipo de medida Compresión Flexión Cizalla

11 Los acelerómetros de modo de carga son ideales para entornos con temperaturas extremas Conversor Ventajas Resistencia a altas temperaturas Desventajas Necesario acondicionamiento externo Cableado con poco ruido Sensible a las influencias ambientales

12 Los acelerómetros IEPE son sencillos de conectar Conexión directa Ventajas Simples y fáciles de usar Incluye acondicionamiento Desventajas Bajo rango de temperatura Sensibilidad fija

13 Hoja de Características del Transductor Electrónico (TEDS) TEDS Info Calibración Sensibilidad Modelo del sensor Información de filtrado Y más

14 Opciones de montaje de los acelerómetros Material de montaje Acel Montaje de tornillo Acel Superficie de medida Superficie de medida Método Portátil Imantado Adhesivo Resina Clavado Límite de frecuencia 500 Hz 2,000 Hz 2,500 4,000 Hz 5,000 Hz 6,000 10,000 Hz

15 Los acelerómetros realizan la monitorización de rodamientos en maquinaria Acel Y Acelerómetro Base del rodamiento Acelerómetro Acel X Rodamiento

16 Target Sondas de Proximidad (Corriente de Foucault) Magnetic Field Proximity Probe

17 Sondas de Proximidad (Corriente de Foucault)

18 Componentes de las medidas Sensor Acondicionamiento de señal PC Medida fisica Conectividad Conversor Analógico- Digital

19 Requerimientos de las Medidas Excitación del sensor Acoplamiento CA Anti-aliasing Alta resolución Medidas sincronizadas

20 El acondicionamiento elimina el ruido de la señal Acondicionamiento de señal Señal de bajo nivel, ruidosa Señal filtrada y amplificada

21 Excitar sensores IEPE implica que es necesario el acoplamiento CA para obtener mejor resolución 27 VDC 24 VDC 21 VDC 0 VDC Señal CA (Aceleración) Offset CC Debido a IEPE

22 Aliasing Teorema de Shannon La frecuencia máxima (Frecuencia de Nyquist: f N ) que puede ser analizada viene dada por f N = f s /2 f s : sampling frequency Improperly sampled Properly sampled

23 Filter Response(dB) Filtro anti-aliasing de los ADCs DSA Digital Filter vs. 8th Order Analog Bessel Analog Bessel Filter attenuates signals in band of interest Bessel, Fc=15 khz Bessel, Fc=22.5 khz Bessel, Fc=30kHz DSA Digital Filter Signal Bandwidth F Nyquist NI 4472 at ks/sec F Nyquist 150 ks/sec Frequency (Hz)

24 Efecto de la resolución del ADC Con ADCs de alta resolución, podemos detectar tanto componentes fuertes como débiles de la señal al mismo tiempoe. Medidas de de 16-bit 24-bit 90 db Detecta señales de bajo nivel 140 db

25 La tecnología de sincronización de NI garantiza medidas sincronizadas en fase 0.1 Desfase Peor caso garantizado a 1 khz Amplificado 50X

26 Los dispositivos de adquisición de señales dinámicas de NI simplifican la adquisición de sensores IEPE Sensor Conectividad Acondicionamiento de señal PC Medida Física Conversor Analógico-Digital

27 NI tiene múltiples soluciones para medidas de acelerómetros Portátil Alto número de canales Alto rendimiento NI 9234: WiFi, ENET, USB NI 443x: 24-bit salida analógica NI 4498: 16 canales NI 446x entrada y salida analógica Robusto, compacto USB, wireless, Ethernet Sincronizado Mejor rango dinámico Rangos variables de entrada Frec. de muestreo más alta Mejor rango dinámico (118) Mejor acoplamiento CA Bus PCI o PXI

28 La Sound and Vibration Measurement Suite para LabVIEW simplifica las medidas de vibración

29 El hardware de NI se utiliza frecuentemente en pruebas estructurales

30 Monitorización continua de la actividad sísmica en el Estadio Nacional y Centro Acuático de Pekín...

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