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                测试基础知识:振动监测仪器的几种测量误差

                2015-12-04

                 

                 为了获取准确可√靠的振幅测量值,首先应了解目前一般振动监测仪器振幅测量产生∮误差的原因及其大致量值的概念,不◥同型号的振动仪器引起的振幅测量误差,总体来说,可分为◢以下六种。
                    1、线性误差
                    不同量程下的指示值与实际值的偏差不是线性关系,但╳目前各类不同的型号的振动监测仪器线性误差均在3% 以内。
                    2、频率误差
                    由于振动传感器,特别是速度传感器和二次仪表,只有在规定的频率范围内才能正常工作,因此被测振动的物体频率若高于或低于监测仪器的工∏作频率范围,指示值都会产生明显的误差。但目前使用的各类合格的振动监测仪器,在工作↘频率范围内,其频率误差一般小于3%~5% 。
                    3、电磁干扰
                    在现场,特别是∑靠近发电机、励磁机的位置,都存在着较强的交变磁场,此时若对传感器和二次仪表的△干扰性能未作考核←,仪表指示值有可能会产生严重失真。但目前使用的绝大多数振动↑仪器。均作了严格的抗干扰性能试验,而且在现场不同类型振动仪器指示值存在明々显偏差时,其测量点往往不是在∞发电机和励磁机轴瓦处,而是在汽轮机轴瓦上。
                     4、标定偏差
                    在振动监测仪器工作频率范围内,指示值与实际值有偏差时,往往◥首先会想到的是标定不准,应重新进行标定。这种现象在以往国内振动标准传递技术相对落后时较为常见,目前对大多数振动监测仪器↘而言,其标定误差均在3%~6%以内。
                    5、波形误差
                    仪器在振动台上标√定时,接受的振动是规则△化的正弦波振动,但在现场测量的实际振动往往是多种振动频率叠加的谐波,而且还有较大的★非周期性振动分量,从而会引起附加的测量误差,这种ξ误差称为谐波误差。
                    被测的振动波形偏离正弦信号越远,波形误差越大,所以ζ 这种误差只发生在测量同频振幅时,而测量基频∴、半频和2倍数振幅时要经过滤器,这些频率振动信号是纯正弦信号,所以不存在波形误差。
                    由进一步试验研究得出,二次仪表采用不同的检波方式,在不同的谐波信号下,仪表波形误差会有较大的差别,其最大「误差可达-29.3%~+183%,即仪表指■示值可能偏小30%,或偏大1.8倍。但这种测量误差,仅仅是从▅振动能量出发来说的①。
                    6、非周期性振动指示值失真
                    上述分析的振动监测仪器引起各╲类测量误差,均指在测量周期性振动的情况下发生,在汽轮发电机组上还存在一种振动,称为非周期性振动。例如随机振→动,从振动波形上看,在进行︾采样的一段时间内,不会出现相同的振动波形。
                    在使用一般的振动监测仪器测量这种非周期性振动,其指示值晃动不定,无法读数。测量这种振动引起误差的原因有:
                    (1) 速度传感器簧片振动系统不稳定共振
                    目前测量轴瓦振动用的速度传感器的自振频率Ψ 为8~12Hz,这一频率正好位于随机振动2~25Hz的频率范围内,使速度传感器簧片系统发生共振,加之非周期性振动的激励,造成不稳定共振,振幅本来不稳〓定的随机振动,通过簧片系统的共振放大,使输出信号波动幅值放大而失真。
                    (2) 指示值晃动使测量值失真
                    一般振【动监测仪表不论是数字式还是指针式的,输◇入的若是稳定的周期性信号,仪表指示值稳定也有一个时间过程,这一过程变化很快,肉眼不易观察到,输入的若是非周期性振动信号,振动信号波动周期大于或等于仪表显示的周期,则将会造成仪表指示值还未回落到稳定值,新的信号又输入,仪表显示⊙值又突然升高。
                    要使仪表指示值稳定,只有在振动信号的波动周期小于仪表显示周期的情况下,但此时仪表显ㄨ示值只反映了波动的平均值,而且目前设备机组上发生的随机振动周期为0.04~1.0s(频率为25~1Hz),所以使用一般的振动监测仪表进行测量时,即使采用涡流传感器,输出信号不存在不稳○定共振放大,其指示值也会失真。
                    测量的失真程度与仪表显示周期直接有关,显示周期越长,非周期性振动分量越大,失真越严重。不同类型的振动监测仪表,测量同一点振动,其指示值往往有1~2倍的差别。 


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