Titreşimde ivme mi, hız mı, yer değiştirme mi ölçmeliyim?

Aynı hareketin üç görünümü

Titreşim, bir noktanın denge konumu etrafındaki tekrarlı hareketidir. Bu hareket üç biçimde ölçülebilir: yer değiştirme (mikrometre, µm), hız (mm/s) ve ivme (m/s² ya da g). Hız, yer değiştirmenin zaman türevidir; ivme ise hızın zaman türevidir.

Sinüs biçimli bir hareket için ivme genliği, hız genliğinin 2πf katıdır; hız genliği de yer değiştirme genliğinin 2πf katıdır. Frekans arttıkça aynı hareket ivmede daha büyük, yer değiştirmede daha küçük görünür. Bu yüzden yüksek frekanslı kusurları ivme sensörü daha iyi yakalar; düşük frekanslı büyük salınımları ise yer değiştirme ölçümü daha iyi izler.

Genel makine sağlığı için hız sık kullanılır. ISO 20816 gibi standartlar da genellikle hız RMS değeriyle değerlendirme yapar. Hangi büyüklüğün istendiği ise standardın ve ölçüm amacının kararıdır.

100 Hz'de 10 mm/s'lik bir hareket

Hipotetik bir ölçüm düşünün: 100 Hz'de, pik hızı 10 mm/s olan sinüs biçimli bir titreşim.

• Pik ivme = 2π × f × v = 2π × 100 × 0,010 m/s = 6,28 m/s². 9,81 m/s²'ye bölünürse yaklaşık 0,64 g eder.
• Pik yer değiştirme = v / (2π × f) = 0,010 / (2π × 100) ≈ 0,0000159 m, yani yaklaşık 15,9 µm.
• Aynı genlik RMS olarak ifade edilirse 10 / √2 ≈ 7,07 mm/s olur.

Bu sayılar yalnızca tek bir sinüs için geçerlidir. Gerçek bir makinede birçok frekans aynı anda bulunur; her bileşen ayrı ayrı dönüştürülmelidir. Tüm bandın toplam değeri üzerinden yapılan dönüşüm yanıltıcı olabilir.

Sık yapılan hatalar

Üç hata özellikle yaygındır:

• İvme değerini bir hız sınırıyla karşılaştırmak. Birimler farklıdır; önce aynı büyüklüğe çevirin.
• İvme sinyalini çift integre ederek yer değiştirme elde etmek. İntegrasyon, düşük frekanstaki gürültüyü ve sensör ofsetini büyütür; sonuç anlamsız bir kayma gösterebilir.
• Pik ve RMS değerlerini karıştırmak. Sinüs için RMS, pik değerin yaklaşık 0,707 katıdır. Raporda hangisinin verildiğini kontrol edin.

Sık sorulanlar