Zeitdiskrete Amplituden- und Nulllageregelung für sinusförmige Beschleunigungen bis 50 kHz (Time-Discrete Amplitude and Position Control for Sinusoidal Accelerations up to 50 kHz)

Abstract

Ståndig wachsende Anforderungen von Industrie und anderen Bereichen bezçglich Messbereich und Messunsicherheit von Schwingungsmessungen erfordern stetige Qualitåtsverbesserungen der eingesetzten Sensoren (vorwiegend Beschleunigungsaufnehmer) wie auch der fçr deren Kalibrierung genutzten Normalmesseinrichtungen. Die Rçck-fçhrung qualitåtsrelevanter Schwingungsmessungen auf die nationalen Normale erfolgt in der Regel çber die drei Stufen innerbetriebliche Kalibrierlaboratorien, akkreditierte Kalibrierlaboratorien des Deutschen Kalibrierdienstes DKD und Absolutkalibrierung in der PTB.Bei der Absolutkalibrierung in der PTB werden von allen Komponenten der Normalmesseinrichtungen beste Qualitåtsparameter gefordert, die nur mit entsprechend hohem wissenschaftlich-technischen Aufwand zu erreichen sind.In dieser Arbeit werden Probleme behandelt, die im Zusammenhang mit der pråzisen Erzeugung sinusfaermiger Beschleunigungen im Frequenzbereich von 1 kHz bis 50 kHz auftreten. Gegenwårtig verfçgbare industrielle Retm 6/2000 274 tm ± Technisches Messen 67 (2000) 6 # Oldenbourg Verlag Vorgestellt wird ein zeitdiskretes Verfahren zur Amplituden-und Nulllageregelung elektrodynamischer Hochfrequenz-Schwingungserreger (1 kHz bis 50 kHz) fçr handelsçbliche Messsysteme und AD-Wandler. Die Probleme der Messwertberechnung sowie der Regelkreisstabilitåt, die sich aus dem gewåhlten frequenz-adaptiven Abtastregime und der Hochpasscharakteristik des Beschleunigungsaufnehmers ergeben, werden beschrieben. Berechnete Grenzverlåufe von Messabweichung und Regelwirkung dienen der Beurteilung der erzielten Ergebnisse. Abschlieûend wird die Praxiseignung des vorgestellten Verfahrens an einem HF-Erreger des Typs 4290 von Brçel & Kjaer nachgewiesen. Dabei konnten Amplitudenschwankungen im Frequenzbereich < 10 Hz um mindestens 20 dB und Nulllageschwankungen um bis zu 17 dB gedåmpft werden.A time-discrete method for amplitude and position control of electrodynamic high-frequency exciters (1 kHz to 50 kHz) by using commercial measuring systems and AD-converters is presented. The paper describes the problems of parameter calculation and control-loop stability that result from the selected frequency-adaptive sampling method as well as the high pass characteristics of the accelerometer. Boundaries calculated for measuring deviations and control efficiencies are used for the evaluation of results. Finally, the capability and suitability of the method presented will be demonstrated by a test using a HF-vibration exciter type 4290 by Brçel & Kjaer. In this test a suppression of amplitude variations of minimum 20 dB in the frequency range < 10 Hz and of up to 17 dB in position variations were achieved.Schlagwaerter: Beschleunigungsaufnehmer, Absolutkalibrierung, Mehrgraeûenregelung, Signalverarbeitung Brought to you by | New York University Bobst Library Technical Services Authenticated Download Date | 7/4/15 9:20 PM 1 5 K K(B=1) J 0 0,125 0,25 0.375 0,5 0,625 0,75 0,875 K T J Bild 5: Frequenztransformation der Erregerschwingung mit zeitlicher Sortierung der...