4544139375

Uzyskany z czujnika sygnał elektryczny jest sygnałem małej mocy rzędu mikro lub młliwatów wymagającym dużej oporności wejściowej, aby zapewnić właściwe ich działanie. Napięcie sygnału osiąga wartość od kilku do kilkudziesięciu mV. Przyrządem, który zapewni właściwe działanie czujnika i umożliwia zwiększenie napięcia wyjściowego sygnału z czujnika jest wzmacniacz ładunku (lub napięcia) sygnału elektrycznego. W najnowszych rozwiązaniach są stosowane wzmacniacze zintegrowane z czujnikiem, które umożliwiają znaczne zwiększenie stosunku poziomu sygnału pomiarowego do poziomu zakłóceń. Nie wyklucza to jednak stosowania w połączeniu kaskadowym wzmacniacza końcowego sygnału. W układzie pomiarowym stosowanym do monitorowania maszyn wirnikowych włącza się dodatkowo moduł znacznika fazy, który umożliwia zidentyfikowanie fazy drgań w odniesieniu do położenia kątowego wału, a także może posłużyć do śledzenia obrotów wału i zmian prędkości obrotowej wału. Bardzo ważnym elementem układu pomiarowego jest zespół filtrów sygnału analogowego. Filtr umożliwia eliminowanie składowych harmonicznych z widma amplitudowego sygnału w wybranym zakresie częstotliwości. Ma to duże znaczenie w badaniach spektralnych i minimalizowaniu zakłóceń.

Wzmacniacze, filtry i zasilacze połączone szeregowo tworzą układ kondycjonowania sygnałów. Analogowe sygnały elektryczne z tego układu są przesyłane do elektronicznego układu przetwarzającego sygnał analogowy w dyskretny sygnał cyfrowy. Układ ten jest zwany przetwornikiem analogowo cyfrowym (konwerterem AC). Zespół, najczęściej kilkunastu przetworników mogących obsługiwać kilka kanałów analogowych, tworzy kartę analogowo-cyfrową. Możliwość, a także i potrzeba stosowania przetworników AC pojawiła się wraz z powszechną dostępnością przenośnych komputerów. Karta analogowo-cyfrowa bardzo często jest tak konstruowana aby mogła być bezpośrednio podłączona do magistrali komputera (BUS). Jest ona umieszczana w 16-bitowych złączach (ISA lub PCI) płyty głównej komputera.

Najważniejszymi parametrami kart analogowo - cyfrowych są częstotliwość próbkowania i szybkość transmisji danych do pamięci operacyjnej. Parametry te mają zasadnicze znaczenie przy wyborze filtrów w układzie kondycjonowania sygnału analogowego [1].

Przetwarzanie drgań na postać elektryczną, to zamiana energii drgań źródła na energię sygnału elektrycznego. Przetwarzanie to jest realizowane za pośrednictwem czujników drgań. Czujnik drgań lub wibracji jest zwykle przetwornikiem mechano - akustycznym przyspieszeni owym lub prędkościowym. Jego siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do składowej przyspieszenia (lub prędkości), równoległej do kierunku ruchu elementu czynnego czujnika. Czujniki przyspieszeń, zwane też akcelerometrami, są najczęściej przetwornikami piezoelektrycznymi, które na zaciskach wyjściowych wytwarzają sygnał elektryczny -proporcjonalny do przyspieszenia, któremu został poddany. Akcelerometry pracują w szerokim zakresie częstotliwości od ułamków herca do około 20000Hz. Czujniki prędkości są zwykle przetwornikami magnetoelektrycznymi lub elektromagnetycznymi. Odznaczają się gorszymi parametrami niż czujniki przyspieszeń i z tego powodu, w technice pomiarowej są prawie nie stosowane. Czujniki drgań muszą współpracować z odpowiednim typem przedwzmacniacza, co umożliwia zastosowanie np.: długich kabli pomiędzy przetwornikiem a stopniem wejściowym przyrządu pomiarowego lub rejestratora. Różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych akcelerometrów może na pierwszy rzut oka utrudnić właściwy wybór przetwornika, jednakże akcelerometry uniwersalne ogólnego przeznaczenia zaspokajają dużą część zapotrzebowania na czujniki drgań systemów diagnostycznych [1].

Przy pomiarach i rejestracji drgań o bardzo niskich lub bardzo wysokich poziomach należy uwzględnić zakres dynamiki akcelerometru. Dolna granica jest spowodowana szumami przedwzmacniacza, natomiast górna jest określona wytrzymałością mechaniczną samego akcelerometru. Typowy czujnik przyspieszenia ma liniową dynamikę w zakresie 50 +