Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2009, vol. LV, article No. 1688



Podobné dokumenty
Automatika na dávkování chemie automatic dosing

The Over-Head Cam (OHC) Valve Train Computer Model

USER'S MANUAL FAN MOTOR DRIVER FMD-02

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

By David Cameron VE7LTD

Radiova meteoricka detekc nı stanice RMDS01A

Introduction to MS Dynamics NAV

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

DATA SHEET. BC516 PNP Darlington transistor. technický list DISCRETE SEMICONDUCTORS Apr 23. Product specification Supersedes data of 1997 Apr 16

PC/104, PC/104-Plus. 196 ept GmbH I Tel. +49 (0) / I Fax +49 (0) / I I

TechoLED H A N D B O O K

2N LiftIP. IO Extender. Communicator for Lifts. Version

SPECIFICATION FOR ALDER LED

Výuka odborného předmětu z elektrotechniky na SPŠ Strojní a Elektrotechnické

Uživatelská příručka. Xperia P TV Dock DK21

Měření vibrací generovaných budičem vibrací TIRAVib Budič Vibrací TIRAVib


Litosil - application

Czech Republic. EDUCAnet. Střední odborná škola Pardubice, s.r.o.

CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA

GUIDELINES FOR CONNECTION TO FTP SERVER TO TRANSFER PRINTING DATA

CCD 90 MV Cameras (Firewire) CCD 90 MV Cameras (GigE) CCD 90 MV Cameras (USB 2.0)

Biosensors and Medical Devices Development at VSB Technical University of Ostrava

Dvojitě vyvážený směšovač pro KV pásma. Doubly balanced mixer for short-wave bands

POLOHOVÁNÍ ULTRAZVUKOVÉHO SENZORU

DC circuits with a single source

Měřič výkonu 1μW - 1kW. Power Meter 1μW - 1kW

INFLUENCE OF CONSTRUCTION OF TRANSMISSION ON ECONOMIC PARAMETERS OF TRACTOR SET TRANSPORT

Mechanika Teplice, výrobní družstvo, závod Děčín TACHOGRAFY. Číslo Servisní Informace Mechanika:

BLATNÍKY A BEDNY NA NÁŘADÍ MUDGUARDS AND TOOLBOXES

Název společnosti: VPK, s.r.o. Vypracováno kým: Ing. Michal Troščak Telefon: Datum:

UPM3 Hybrid Návod na ovládání Čerpadlo UPM3 Hybrid 2-5 Instruction Manual UPM3 Hybrid Circulation Pump 6-9

Moderní technologie dokončování velmi přesných děr vystržováním a její vliv na užitné vlastnosti výrobků

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

2N Voice Alarm Station

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

UŽIVATELSKÁ PŘÍRUČKA

Uživatelská příručka. USB Charger UCH20

Název společnosti: VPK, s.r.o. Vypracováno kým: Ing. Michal Troščak Telefon: Datum:

ZB5AV013 bílá signální hlavice Ø22 plná čočka pro integ. LED

VOŠ, SPŠ automobilní a technická. Mgr. Marie Šíchová. At the railway station

Vánoční sety Christmas sets

SERVISNÍ MANUÁL PEGAS 250 E CEL OVO SERVICE MANUAL PEGAS 250 E CEL OVO

obal manuálu, asi něco podobného jako u LC 100 asi by to chtělo lepší obrázek!!! FYTOSCOPE FS130 Instruction Guide

WORKSHEET 1: LINEAR EQUATION 1

Jak importovat profily do Cura (Windows a

Vzdálené řízení modelu připojeného k programovatelnému automatu

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7 WORKBOOK. Mathematics. Teacher: Student:

PLANAR - měřící servisní technika a monitoring zpětných směrů

technický list TRANSIL TM 1.5KE6V8A/440A 1.5KE6V8CA/440CA str 1

VÚTS, a.s. Liberec CENTRE OF ENGINEERING RESEARCH AND DEVELOPMENT

Připojení internetového modulu econet300 Do regulátoru ecomax 810P3-L TOUCH.

Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU peníze do škol. illness, a text

2. Entity, Architecture, Process

1-AYKY. Instalační kabely s Al jádrem. Standard TP-KK-133/01, PNE Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Al conductor

VY_32_INOVACE_06_Předpřítomný čas_03. Škola: Základní škola Slušovice, okres Zlín, příspěvková organizace

SIMATIC S7-1500(T) SIMOTION konfigurace systému Motion Control. Engineered with TIA Portal. Unrestricted Siemens AG 2017

Melting the ash from biomass

20 ka / 1 s (dle typu cívky) přirozené

Petr Bednář managing director

STUDY EDITS FOR BETTER TRANSPORT IN THE CENTRE OF NÁCHOD

:= = := :=.. := := := := ρ := := α := π α = α = := = :=

ROZM RY A P IPOJENÍ VÍ IVKY HYDROXEUR PEDI-JET


WI180C-PB. On-line datový list

MAIN APPLICATIONS AIRCRAFT INDUSTRY POWER INDUSTRY TRANSPORTATION INDUSTRY MINING AND CHEMICAL INDUSTRY GENERAL INDUSTRY

Stolní počítač. Mobilní telefon. Síť. Skladování léků. Monitorování chlazení. Monitorování mražení. Monitoring skladování. Software Winlog.

2010 FUNKČNÍ VZOREK. Obrázek 1 Budič vibrací s napěťovým zesilovačem

Standard VGA (Video Graphics Array)

KUZMA. Zákaznický ceník platný od května 2014 včetně DPH 21% I.Tonearms

Klepnutím lze upravit styl Click to edit Master title style předlohy nadpisů.

Zkontrolujte na webových stránkách zkušebny*, která certifikát vystavila: Jestli nejde o certifikát vytvořený nebo upravený například ve photoshopu

RIMINI. Samozavírací hydraulické závěsy Self-closing hydraulic hinges

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

Transformers. Produkt: Zavádění cizojazyčné terminologie do výuky odborných předmětů a do laboratorních cvičení

ROLZ-2. Portable AV/Conference Center. Assembly Instructions

Název společnosti: VPK, s.r.o. Vypracováno kým: Ing. Michal Troščak Telefon: Datum:

GENERAL INFORMATION RUČNÍ POHON MANUAL DRIVE MECHANISM

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

1 INTRODUCTION 2 TESTING HARDWARE

Dynamic Signals. Ananda V. Mysore SJSU

Co je uvnitř - senzory a přístrojová technika v NXT robotech. Pavel Ripka katedra měření ČVUT

Ladislav Arvai Obchodní manažer Tel.: Boonton

LED ROCKDISC II SÉRIE

WYSIWYG EDITOR PRO XML FORM

NÁVOD NA OBSLUHU AKTUALIZACE SW

SYSTEM OF ROAD SURFACE MEASUREMENT AND EVALUATION IN THE CZECH REPUBLIC, NEW TRENDS IN THIS FIELD

FLEXIBILNÍ LED PÁSEK SÉRIE SILVER

Enabling Intelligent Buildings via Smart Sensor Network & Smart Lighting

T E S T R E P O R T No. 18/440/P124

Aktivita FCE V. Stručný popis aktivity: žáci si prohloubí slovní zásobu, práci s textem

NAPÁJECÍ ZDROJE ČISTÝ VÝKON POWER SUPPLIES PURE POWER PROLUMIA

Foster Bohemia s.r.o. Laboratoř měření imisí Immission Measurement Laboratory. Mezi Rolemi 54/10, Praha 5, Jinonice, Česká republika

Instalace Pokyny pro instalaci v operačním systému Windows XP / Vista / Win7 / Win8

Hi-Res Audio/DNC Headset MDR-NC750

Přivařovací šrouby Zdvihový zážeh - DIN

Project Life-Cycle Data Management

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

On-line datový list. DFS60I-S4MM65536 DFS60 Inox INKREMENTÁLNÍ ENKODÉR

ExperimentalCar. Kurz vyhodnocení komfortu jízdy na sedadle experimentálního vozidla, rozšíření rozsahu WiFi sítě

Transkript:

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2009, vol. LV, article No. 1688 Martin JURÁNEK *, Radim KLEČKA **, Jiří TŮMA *** TESTING OF TOOLS FOR MEASUREMENT VIBRATION IN CAR TESTOVÁNÍ NÁSTROJŮ PRO MĚŘENÍ VIBRACÍ V AUTOMOBILU Abstract This work is specialized on testing of several sensors for measurement vibration, that be applicable for measurement on vehicles also behind running. These sensors are connected to PC and universal mobile measuring system crio (National Instruments) with analog I/O module for measurement vibration, that is described in diploma work: [JURÁNEK 2008]. This system has upped mechanical and heat imunity, small proportions and is therefore acceptable also measurement behind ride vehicles. It compose from two head parts. First is measuring part, composite from instruments crio. First part is controlled and monitored by PDA there is connected of wireless (second part hereof system). To system crio is possible connect sensors by four BNC connector or after small software change is possible add sensor to other analog modul crio. Here will be test several different types of accelerometers (USB sensor company Phidgets, MEMS sensor company Freescale, piezoresistiv and Delta Tron accelerometers company Brüel&Kjær). These sensors is attach to stiff board, board is attach to vibrator and excite by proper signal. Testing will realized with reference to using for measurement in cars. Results will be compared with professional signal analyser LabShop pulse from company Brüel&Kjær. Abstrakt Tato práce je zaměřena na ověření několika snímačů pro měření vibrací, které jsou použitelné pro měření na vozidlech i za provozu. Tyto snímače jsou připojeny k přenosnému univerzálnímu měřicímu systému crio (National Instruments) s IO moduly pro měření vibrací, který je blíže popsán v diplomové práci:[juránek 2008]. Tento systém má zvýšenou mechanickou a tepelnou odolnost, malé rozměry a je proto vhodný i k měření za jízdy vozidla. Skládá se ze dvou hlavních částí. První je měřicí část, složena ze zařízení crio. Tato první část je ovládána a monitorována pomocí bezdrátově připojeného PDA, které tvoří druhou část tohoto systému. Je možné zde připojit snímače pomoci čtyř BNC konektorů nebo také po úpravě software lze připojit snímač k jinému analogovému modulu crio. Skupinu testovaných snímačů tvoří několik různých typů akcelerometrů (USB snímače značky Phidgets, MEMS snímače značky Freescale, piezoresistivní a Delta Tron akcelerometry značky Brüel&Kjær). Tyto snímače budou uchyceny na tuhé desce připevněné k vibrátoru a rozkmitány vhodným signálem. Testování bude prováděno s ohledem na použití pro měření v automobilech. Výsledky budou porovnány s profesionálním signálovým analyzátorem LabShop Pulse od firmy Brüel&Kjær. * Ing., ATŘ-352, Strojní, VSB TU Ostrava, 17. listopadu, Ostrava, tel. (+420) 59 732 4380, e-mail juranek.martin@centrum.cz ** Ing., ATŘ-352, Strojní, VSB TU Ostrava, 17. listopadu, Ostrava, tel. (+420) 59 732 4380, e-mail radim.klecka@vsb.cz *** Prof. Ing. CSc. ATŘ-352, Strojní, VSB TU Ostrava, 17. listopadu, Ostrava, tel. (+420) 59 732 4380, e-mail jiri.tuma@vsb.cz 49

1 PROPERTIES USED DEVICES 1.1 Delta Tron accelerometers Brüel&Kjær (4507B a 4508B) These sensors was been designed so as to be resistant to rugged environment automobile industry. There're small, light and have big sensitiveness. There're acceptable for metering body car, transmission force, modal analysis, etc. Accuracy of piezoelectric accelerometers are affected by variable surrounding temperature, high humidity or disturbance by HF electromagnetic field. These adverse effects of surrounding were in sensors 4508 and 4507 reduce thanks construction and option materials. a) b) c) d) Fig. 1 a) Accelerometer 4508B, b) Accelerometer 4574, c) 3axis accelerometer with signalizes positive orientation of axis, d) Vibration sensor. Delta Tron is mark of accelerometers and products of Brüel&Kjær company for modification signals. These accelerometers need permanent supply current and output signal is modulated on supply voltage. It enabled using low cost cables. Low output impedance enabled connection accelerometer to measurement equipment through the use of long cable. 1.2 Piezoresistiv accelerometer Brüel&Kjær (4574) This sensor is designed for measure vibration and static acceleration (gravitation of earth). It has high temperature stability (from -55 C to 121 C), low consumption and is resistant to impact (to 10 000 g). Tab. 1 Properties of accelerometers Brüel&Kjær unit 4507B 4508 B 4574 Sensitivity mv /ms -2 10 1 20 Measure range ms -2 700 7000 ± 100 Frequency range 10% Hz 0,3 6 k 0,1 8 k 0 až 500 Inside noise μv < 35 < 8 500 Nois (DC to f10%) μv RMS - - 350 Nois (0,5 to 100 Hz) μv RMS - - 150 1.3 USB accelerometers Phidgets (2 a 3 axis) These sensors of acceleration can measure static and dynamic acceleration in two or three axes. Sensor is internally calibrated, output is in unit G multiple acceleration of gravity (1 G = 9,82 m / s 2 ). Sensor is possible use for measure tilt, low frequency, vibration and detection movement. Connect to PC is realize across USB. These accelerometers use as same Phidgets library. If you won t connect 2 axis and 3 axis accelerometer together, you must use their identification parameters (type of sensor, serial number). 50

Tab. 2 Parameters of accelerometers Phidgets 3 axis 2 axis Update rate 60 samples / second 60 samples / second Measurement range (XYZ axis) ± 3G (29,4 m / s2) ± 5G (49,05 m / s2) Band width (XYZ axis) 30 Hz 30 Hz Noise level axis 0 (X) 1.9 mg standard deviation 1.9 mg standard deviation Noise level axis 2 (Y) 1.9 mg standard deviation 1.9 mg standard deviation Noise level axis 3 (Z) 2.9 mg standard deviation - 1.4 Analog vibration sensor This analog sensor is connecting to PC help to Phidgets interface. Phidgets interface is to PC connect across USB. This sensor use piezoelectric effect. Variable Sensor Value may be from 0 to 1000, value 500 matches acceleration 0 g. During testing this senor I supposed that it have range from several Hz to approximately 50 Hz and sensor can be mounting by the help of holes in printed circuit. 1.5 PC (application from measure with USB accelerometers) This application is intended for connect 2 Phidget accelerometers (2 and 3 axis) and one analog sensor Phidget (vibration sensor). Application can display measured signal, and make FFT analysis (frequency spectrum). In application is also tool to measured tilt for 3 axis accelerometer. Fig. 2 Front panel application for connect accelerometers Both accelerometers use same library, therefore I must have created instrument for identify these sensors. Both accelerometers have self serial number and information about type of sensor. Application can work with since one for three sensors. Applications identify connected sensors automatically. It possible set sampled frequency, but sampling isn t precise. 1.6 crio system (National Instrument) System crio is group devices intended for measure vibration through accelerometers. Accelerometers are connecting through module crio-9233 (BNC connectors). System crio is consisting of Real Time Embedded Controllers, ReconFig.urable Chassis and analog and digital I/O modules. 51

All these devices are products by National Instruments. System crio is connected to PDA by wifi. PDA is used to control measurement, display and analysis measured data. For these devices was made several applications for measurement of vibration. Fig. 3 System crio Thanks to gate array from ReconFig.urable Chassis (FPGA) is possible measurement four channels with precise sampled frequency to 3,8 khz. 1.7 Signal analyzer LabShop Pulse (Brüel&Kjær) This device has 9 input and 2 output channels. Frequency range is to 25,6 khz. It is mobile device. It need for run PC or notebook. It communicates with PC by TCP/IP. During testing accelerometers, this device I consider as etalon and I compare rest device with it. I use Pulse to generate signal too. 1.8 Shaker Tira This device is being done for transformation of electrical signal onto movement (in one axis). On picture (Fig. 4) is on shaker mounted stiff aluminum board. Phidgets sensors are mounted to this board by screws, sensors Brüel&Kjær are stuck. Fig. 4 Shaker Tira with mounted sensors This construction is enough stiff for measure low frequency (to 50 Hz). Frequency range by shaker is from 2 Hz to 7 khz. 2 MADE MEASUREMENT Measurement of vibration on shaker was made on all described devices simultaneously. On all devices was adjusted same sampling frequency (128 Hz). On first I was testing reaction of sensors on excitation by broken white noise. Noise was broken periodically. In time behavior was seen reaction of sensors on excitation. This test was 52

successful for all sensors except Phidgets piezoelectric vibration sensor, therefore data from this sensor isn't used in next analysis. For using this sensor isn't adequate mounting by screws to excitation board. On picture (Fig. 5) is seen that all sensors oscillate around zero (DC accelerometers too). It was evoked by conversion measured data (zero displacement). I discovered noise level of sensors from place of record without excitation. Results are in one graph. Next I tested linear dependence output on input of record with excitation by white noise. For this analyze I used function Coherence. Results this test are in one graph (Fig. 6 - b). For this test I not use sensors Phidgets, because it don't be precise sampled. Fig. 5 Time behavior on excitation by white noise Inside noise a) b) Fig. 6 a) Noise level of sensors, b) Check dependence output on input In picture (Fig. 6 - b) is seen frequency with full linear dependence (Coherence = 1) and frequency with none linear dependence (coherence = 0). Low coherence here was incurred by shaker (work from 2 Hz). I used function frequency response for testing crio (sensor Brüel&Kjćr 4508B). 53

As ethanol was used sensor Brüel&Kjćr 4574 and Pulse. Result was nearly straight line in zero. It means that results from both measurement devices were almost same. I tried capability sensors measure only one harmonic frequency (10 Hz). Sampling frequency was set same on all devices (128 Hz). Amplitude of signal was amplified on 3 m.s -2. I place frequency spectrums of all sensors to one 3D graph. Fig. 7 Frequency spectrums on measurement harmonic signal 10 Hz On picture (Fig. 7) is seen, that every sensors except USB sensors have only one peak in frequency spectrum (10 Hz). It matches excitation signal. USB sensors have in spectrum more smaller peaks. It was incurred mostly by inconstant sampling from PC. 3 CONCLUSION I tested functionality of crio and USB sensors. Devices were tested by several measurements and analysis. crio have almost same results like signal analyzer Pulse (with same type of sensor). I tested 3 USB sensors destined for measure acceleration. Two and three axis accelerometers is possible use to measurement mostly static acceleration, tilt and vibration with low frequency. Disadvantage USB sensors is inconstant sampling frequency of measured application. Inside noise of all tested accelerometers corresponding with parameters from producer. Piezoelectric vibration sensor Phidgets isn't possible use without next adjustment, data from sensor not corresponding excitation signal. ACKNOWLEDGEMENT The paper is supported by grant project of MŠMT ČR SPECIFIC RESEARCH No. 2101/352. REFERENCES [1] JURÁNEK, M. Vyhodnocování vibrací a zrychlení v automobilu. Diplomová práce. Ostrava : VŠB-TU Ostrava, 2008, 71 s. [2] Phidgets, I 1059 - PhidgetAccelerometer 3-Axis [online]. [Místo vydání neznámé]: Phidgets, aktualizace 22.4. 2008. Dostupný z www: <URL: http://www.phidgets.com/documentation/phidgets/1059.pdf> 54