АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ И ШУМА

АННОТАЦИЯ

Статья “Анализ и сравнение приборов для измерения вибрации и шума.” сравнивает и анализирует приборы для измерения вибрации и шума.  В работе рассмотрены различные методы и технологии измерения. Были проанализированы характеристики и особенности каждого прибора, а также оценено их преимущество и недостатки. В результате исследования было выяснено, что выбор прибора для измерения вибрации и шума зависит от задачи и условий эксплуатации.

ABSTRACT

The article “Analysis and comparison of devices for measuring vibration and noise.” compares and analyzes instruments for measuring vibration and noise. The paper considers various measurement methods and technologies. The characteristics and features of each device were analyzed, as well as their advantages and disadvantages were evaluated. As a result of the study, it was found out that the choice of a device for measuring vibration and noise depends on the task and operating conditions.

Ключевые слова: вибрация, шум, акселерометр, виброметр.

Keywords: vibration, noise, accelerometer, vibrometer.

Введение

Вибрация и шум — это два важных параметра, которые могут влиять на качество работы и безопасность различных технических устройств и систем. Измерение вибрации и шума имеет большое значение в таких областях, как машиностроение, транспорт, энергетика, медицина, аэрокосмическая промышленность и другие. Целью данной работы является анализ и сравнение различных приборов, используемых для измерения вибрации и шума, включая их принцип работы, возможности и ограничения.

Приборы для измерения вибрации и шума используются для оценки уровня шума и вибрации в различных средах и отслеживания их воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Они имеют важное значение в различных областях, таких как строительство, промышленность, автомобильное производство и здравоохранение.

Приборы для измерения вибрации могут быть ручными или стационарными. Ручные приборы для измерения вибрации обычно используются для оценки уровня вибрации на различных поверхностях, таких как стены, строительные материалы или оборудование. Они обычно имеют встроенные акселерометры, которые могут измерять ускорение и вибрацию.

Стационарные приборы для измерения вибрации нередко устанавливаются на зданиях, мостах или других инфраструктурных объектах для оценки долгосрочных вибрационных воздействий. Они обычно имеют более точные и чувствительные сенсоры и могут предоставлять непрерывную мониторинговую информацию. Сравнение приборов для измерения вибрации и шума зависит от их характеристик и специфических требований. Некоторые приборы могут предоставлять только основные измерения, такие как уровень шума или вибрации, тогда как другие могут обеспечивать дополнительные функции, такие как анализ спектра или скорости звука. Также важными факторами при выборе приборов являются их точность, надежность, портативность и цена.

Глава 1. Определение вибрации и шума.

1.1 Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

1.2 Вибрация - механическое явление, при котором происходят колебания вокруг точки равновесия. Колебания могут быть периодическими, такими как движение маятника, или случайными, такими как движение шины по   гравийной дороге.

Глава 2. Определения приборов для измерения вибрации и шума.

Приборы измерения вибрации.

2.1 Виброметры - это приборы, которые измеряют уровень вибрации в структурах и механизмах. Они обычно измеряют амплитуду, частоту и интенсивность вибрационных колебаний. Виброметры часто применяются для оценки состояния оборудования, такого как насосы, компрессоры и двигатели, а также для определения потенциальных проблем или неисправностей.

2.2 Акселерометр - это прибор для измерения ускорения, который работает как датчик изменения положения устройства в пространстве. Акселерометр определяет направление, степень, скорость отклонения устройства и отвечает за разворот картинки на экране смартфона или включает экран фитнес-браслета при повороте запястья. Благодаря этому устройству гаджет распознает, сколько его хозяин прошел шагов или занимается ли он сейчас спортом.

2.3 Гироскоп - это прибор, который измеряет угловую скорость вращения путем регистрации изменений направления оси вращения;

Приборы измерения шума.

2.4 Шумомер - прибор для объективного измерения уровня звука. Не следует путать этот параметр с уровнем громкости. Не всякий прибор, измеряющий звук, является шумомером. Существует российские и международные стандарты, устанавливающие требования к этим приборам.

2.5 Звуковой анализатор - это контрольно-измерительный прибор, используемый для объективной количественной оценки звуковых характеристик электронных и электроакустических устройств. Показатели качества звука охватывают широкий спектр параметров, включая уровень, усиление, шум, гармонические и интермодуляционные искажения, частотную характеристику, относительную фазу сигналов, межканальные перекрестные помехи и многое другое.

2.6 Акустическая камера (Шумовая камера) - это устройство формирования изображения, используемое для определения местоположения источников звука и их характеристики. Она состоит из группы микрофонов, также называемых микрофонной решеткой, с которых сигналы одновременно собираются и обрабатываются для формирования представления о местоположении источников звука.

Глава 3. Плюсы и минусы каждого прибора для измерения вибрации и шума.

3.1 Виброметр:

Возможности — есть контактные (измеряют более точно, чем неконтактный) и неконтактные виброметры

Ограничения — нету.

3.2 Акселерометр:

Возможности — акселерометры способны измерять широкий диапазон частот и амплитуд вибраций.

Ограничения — акселерометры требуют специальной калибровки и настройки для достижения точности измерений.

3.3 Гироскоп:

Возможности — гироскопы могут обнаруживать малейшие изменения в угловой скорости вращения.

Ограничения — гироскопы подвержены дрейфу (постепенному смещению показаний), что требует регулярной калибровки.

3.4 Шумомер:

Возможности — позволяет измерять уровень звукового давления.

Ограничения — в случае аналоговых шумомеров, требовалось предельная внимательность пользователя.

3.5 Звуковой анализатор:

Возможности — звуковые анализаторы могут обнаруживать шумы различных диапазонов частот и анализировать их характеристики.

Ограничения — звуковые анализаторы могут быть ограничены в измерении низкочастотных шумов и требуют калибровки.

3.6 Акустическая камера:

Возможности — акустические камеры позволяют анализировать шумы в сложных пространственных условиях и идентифицировать их источники.

Ограничения — акустические камеры могут быть дорогостоящими и требуют специального оборудования для проведения измерений.

Глава 4. Сравнение приборов для измерения вибрации и шума

4.1 Преимущества и недостатки: Каждый прибор имеет свои преимущества и недостатки. Акселерометры и виброметры обеспечивают точное измерение вибрации, но они могут быть дорогими и сложными в использовании. Микрофоны с шумомерами являются более доступными и простыми в использовании, но их точность измерения может быть ниже.

4.2 Применение: Выбор прибора зависит от задачи и условий эксплуатации. Акселерометры и виброметры широко используются в промышленности, авиации и машиностроении для контроля и диагностики структур и оборудования. Микрофоны и анализаторы шума используются для измерения и контроля уровня шума и звукового давления. Заключение: Анализ и сравнение приборов для измерения вибрации и шума позволяют определить наиболее эффективные и удобные инструменты для контроля и измерения данных параметров. Выбор прибора зависит от задачи и условий эксплуатации, а также от требований к точности измерения и доступности. Таким образом, все приборы имеют свои преимущества и недостатки, и выбор должен быть основан на конкретных требованиях.

Список литературы:

1. https://trends.rbc.ru
2. https://ru.wikipedia.org
3. Редакция физических наук. Шумомер / председ. Ю.С. Юсипов и др., отв. ред. С.Л. Кравец. — Большая Российская Энциклопедия (в 30 т.). — Москва: Научное издательство “Большая Российская Энциклопедия”, 2017. — Т. 35. Шервуд - Яя. — 798 с. — 35 000 экз.
4. https://en.wikipedia.org
5. А.С. Девятисильный, Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, Журнал технической физики, 2004, том 74, вып. 9