considerações ao selecionar um sistema de medição de som e vibração
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Como selecionar um Sistemas de Som e Vibração Page 1
Algumas questões que você deve considerar antes de selecionar seu sistema de medição de som e vibração
Guilherme Kenji Yamamoto
Renan Airosa Machado de Azevedo
National Instruments
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Análises de som e vibração têm um papel importante em algumas tarefas dos engenheiros, como no projeto
de um produto, em testes de produção, no desempenho de máquinas e no controle de processos. Por
exemplo, o projeto de produtos pode necessitar de modificações no nível de som ou ruído para atender
padrões como ANSI, IEC, e ISO.
O trabalho pode envolver também projeto de ajuste fino para atender expectativas de marketing. Aqui, os
exemplos incluem um mecanismo de travamento da porta de um automóvel para impressionar o consumidor
com um simples “click” ou modificar as várias maneiras de mudar o nível de ruído do motor.
Análises de som e vibração também podem aumentar o desempenho e a confiabilidade da máquina.
Reduzindo a vibração, você pode obter benefícios como alta velocidade de operação, melhor precisão, vida
estendida do componente, redução de efeitos térmicos e economia de energia. Áreas de aplicação podem
incluir - acústica, medições de som, análises de vibração, ruído, vibração e medições em ambientes
agressivos (NVH), análises de áudio, estruturas dinâmicas, avaliação/medição de qualidade de som,
monitoramento de máquinas, manutenção preditiva, e análise de máquinas rotativas.
Para medir som e vibração, é necessário configurar um sistema desde os sensores até os resultados finais da
medição.
Qual sensor você está utilizando?
O tipo do sensor que você escolhe depende do sinal que está medindo. Para aplicações de som e vibração, os
sinais mais comuns são de aceleração, deslocamento e nível de pressão do som. Os sensores mais comuns
para medir estes parâmetros são acelerômetros, sensores de proximidade e microfones, respectivamente.
Você deve primeiro saber o tipo do sensor que pretende usar, pois isto influencia diretamente na escolha do
hardware. Algumas das questões em que a escolha do seu sensor reflete no hardware são as seguintes:
“Qual é o tipo de condicionamento de sinal necessário?”
“Qual é o range de frequência do sensor?”
“Quanto o sensor necessita de range dinâmico?”
Qual condicionamento de sinal é necessário?
Antes de ser digitalizado pelo hardware de aquisição de dados, o sinal do sensor quase sempre precisa de
algum tipo de condicionamento como amplificação, filtro, excitação do sensor e configuração de entrada.
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Qual é o range de frequência de seu interesse?
Todos os sensores possuem um range de frequência onde cada um foi projetado para operar. Seu sensor deve
ter um range de frequência suficiente para abranger a faixa de frequências de seu interesse, da mesma
maneira que seu hardware digitalizador deve ter um range de frequência suficiente para abranger os sinais de
interesse.
Qual é o range dinâmico necessário?
Range dinâmico é a medida de quão pequena é a medição que você pode fazer de um sinal em relação ao
máximo valor de entrada que o dispositivo pode medir. Exibido em decibéis, o range dinâmico é 20 log
(Vmax/Vmin). Por exemplo, um produto deste mercado é a placa NI-4472 que possui um range de entrada
de ±10 V e um range dinâmico maior do que 110 dB, no qual fornece uma relação de tensão de 106. Assim,
com um sinal máximo de 10 V, o menor sinal que você pode ver na NI-4472 é 10 µV.
O range de entrada e o range dinâmico especificados são importantes para determinar as necessidades de seu
sistema.
Você precisa de informação de fase (amostragem simultânea)?
Amostragem simultânea é importante em aplicações onde é necessária a informação de fase entre dois
canais medidos. Informação de fase é utilizada em aplicações que necessitam da resposta em frequência de
um objeto, ou em aplicações que utilizam medições entre canais como intensidade de som ou análise
estrutural. Amostragem simultânea está disponível na maioria dos produtos da NI para medição de som e
vibração.
Quanto você precisa de processamento e disco?
"Operação real-time" ou "operação on-line" para sistemas de medição de som e vibração são tipicamente
definidas como a capacidade de executar todas as tarefas de análises, visualização e armazenamento
desejadas pelo menos tão rápido quanto o dado for adquirido.
Processamento “gap-free” significa que todos os dados adquiridos são submetidos a análises on-line. Em
algumas aplicações, análises gap-free podem não ser um requisito. Por exemplo, é comum para aplicações
com monitoramento de muitos canais, armazenar todos os dados em disco, mas executar somente uma
análise rudimentar em uma pequena parte dos dados. Outras análises podem ser executadas de maneira off-
line, com os dados armazenados.
É importante especificar configurações suficientes de computador e de disco rígido em seu sistema de
medição para atingir os requisitos de processamento e armazenamento da aplicação. Alguns dados
pertinentes são comentados abaixo, tenha em mente o fato de que estes exemplos não assumem outros
requisitos (por exemplo, casos de armazenamento em disco não incluem FFTs on-line ou outro
processamento), e eles incluem somente o mínimo (tolerância de segurança).
Conclusão
Respondemos, assim, às primeiras seis questões dirigidas aos engenheiros encarregados de especificar um
sistema para medições de som e/ou vibração na indústria.
* Matéria originalmente publicada na revista Eletrônica Total; Ano:24 N° 158; Jul / Ago –2013