Испытание электрических машин - Точность измерения шума и вибрации

Применяемые для измерения шума приборы—шумомеры измеряют звуковое давление. Показания прибора, регистрирующего измеряемое звуковое давление, при повторных измерениях могут меняться в зависимости от: нестабильности во времени и пространстве излучаемого акустического сигнала; недостаточной точности градуировки делителей, используемых в тракте; недостаточной точности градуировки микрофонов; влияния направленности микрофона (совместно с точностью установки микрофона в одну и ту же измерительную точку поля), а также в зависимости от влияния внешних факторов: температуры среды, атмосферного давления, влажности воздуха, наличия сильных электромагнитных полей.
Для того чтобы исключить влияние фактора нестабильности излучаемого акустического сигнала источником звука (ЭМ), необходимо, чтобы между началом работы ЭМ и началом измерения был промежуток времени, достаточный для того, чтобы ЭМ работала в установившемся режиме.
В связи с тем что большинство измерений проводится в помещении, всегда можно ожидать влияния стен помещения и элементов крепления на акустическое поле, создаваемое в месте измерения. Для стационарного сигнала характерным является появление пространственных неоднородностей поля. В этом случае, при повторных измерениях, микрофон может попасть в близко расположенные, но различные по значению зоны поля, что будет давать разброс показаний прибора. Поэтому перед измерениями необходимо убедиться в отсутствии существенной неоднородности звукового поля, сделав несколько замеров вблизи точки измерения.
При проведении сравнительных измерений с одной и той же аппаратурой надо стремиться к использованию одной и той же шкалы прибора и тех же положений регулировочных органов измерительного тракта. На точность градуировки измерительных микрофонов, как упоминалось выше, влияют такие внешние факторы, как температура, влажность и давление. Поэтому измерения следует проводить в условиях, при которых выполнена градуировка. В случае отклонения от этих условий возможны большие ошибки, так как чувствительность многих из применяемых в настоящее время микрофонов от них сильно зависит. Следует учесть, что эти факторы влияют на распределение акустического поля в помещениях, потому что звукопоглощающие свойства любых звукопоглощающих конструкций зависят от температуры и влажности. При правильном учете всех перечисленных факторов измерения акустического давления будут характеризоваться стабильностью и точностью [7.8,7.10].
Погрешности, присущие приборам для измерения вибрации, можно разделить на четыре группы [7.17]: основные погрешности; дополнительные погрешности; искажения показаний приборов, обусловленные воздействием внешних факторов; искажения показаний, связанные с превышением предельных значений рабочей характеристики.
Основная погрешность определяет максимально возможную ошибку прибора при нормальных условиях его работы в пределах установленного рабочего диапазона. В нее входят погрешность нелинейности рабочей характеристики и погрешность градуировки, неточность делителей напряжения, погрешность отсчетного устройства.
Дополнительная погрешность включает в себя ошибки, связанные с зависимостью чувствительности прибора от частоты, погрешности, обусловленные нестандартной формой входного сигнала, а также искажения в кабеле при его деформации и т. д.
К искажениям показаний прибора, связанным с воздействием внешних факторов, относятся температурная погрешность, погрешность от воздействия на прибор атмосферного давления, влаги, внешних электрических и магнитных полей, внешней вибрации; погрешность, связанная с поперечной чувствительностью ВИП.
Выход за пределы рабочей характеристики прибора по частотному и амплитудному диапазону измерений во многих случаях приводит к появлению значительной погрешности измерения. Кроме того, большие погрешности измерения из-за искажения показаний могут иметь место при собственных шумах прибора, уровень которых превышает заданное граничное значение, что может быть обнаружено при проверке прибора в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Искажения могут быть связаны с влиянием способа установки ВИП на измеряемом объекте (состоянием поверхности места измерения, перпендикулярностью резьбовых отверстий для крепления датчика, наличием уплотнительных шайб и переходников и т. п.), а также с влиянием способа установки электрической машины (правильным выбором амортизаторов, состоянием амортизаторов и поверхности мест крепления и т. д.).
Для устранения обратного воздействия ВИП на измеряемый объект масса ВИП не должна превышать 0,05 массы машины. Чтобы уменьшить влияние помех от внешних электромагнитных полей следует:
соединительные кабели ВИП располагать как можно дальше от силовых кабелей и по возможности перпендикулярно к ним;
заземлять корпус испытуемой машины;
в случае отсутствия электрического контакта между ВИП и ЭМ заземлять корпус ВИП;
при наличии сильных электромагнитных полей рассеяния устанавливать только один ВИП, так как установка на машину нескольких датчиков, имеющих гальваническую связь с ЭМ, одновременно приводит к образованию замкнутых контуров, в которых наводится ЭДС помехи, либо ВИП, установленные на ЭМ, должны быть изолированы от нее.
Более подробно вопросы точности виброакустических измерений рассматриваются в [7.6,7.8, 7.10].