Как можно одновременно измерять и низкочастотное виброперемещение, и высокочастотное виброускорение? Можно ли измерять их одним датчиком и одним прибором?
Да, измерять низкочастотное виброперемещение и высокочастотное виброускорение можно одним датчиком и одним прибором.
При этом, если измерять сигнал одним датчиком, то нужно использовать акселерометр, далее, однократно интегрировать для получения виброскорости и, еще раз интегрируя на низких частотах, получать виброперемещение. Верхняя граница измерения определяется виброускорением (независимо от частоты вибрации) и определяется коэффициентом преобразования датчика и верхним пределом выходного напряжения с датчика, который обычно составляет около 5В. При типовом коэффициенте преобразования 100мВ/g верхний предел измерения – 50g в пиковом значении.
Нижняя граница измерения измеряемого виброперемещения определяется собственными шумами либо датчика вибрации, либо электроники, включая шумы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Спектральная плотность собственных шумов аппаратуры обычно растет по мере снижения частоты (ниже 20-50Гц) но в среднем СКЗ шума у датчика можно оценивать близким к 1мкВ/Гц (приведенным ко входу многоразрядного АЦП). Учитывая, что большинство измерений связано с оценкой величины гармонической составляющей по спектру сигнала, в котором разрешение по частоте много меньше 1Гц, можно оценить нижний предел измеряемого гармонического сигнала тоже в 1мкВ.
Соответственно, оценим нижний предел измерения гармонического перемещения на частоте 1Гц. Предел измерения гармонического ускорения составляет 1/ 100000 g. Переводим в микроны, получим около 2,5 мкм. .
Если снизить нижнюю границу измерения виброперемещения до 0,5Гц (для санитарного нормирования), нижний предел (для неспециализированного датчика виброускорения) составит около 10мкм. .
Это те предельные оценки для универсальных приборов, которые могут измерять и виброперемещение на низких частотах, и виброускорение на высоких частотах. Верхняя граница для относительных измерений будет определяться собственной частотой резонанса датчика, которая для датчиков малой цены обычно составляет около 25кГц.