chveni a hluk - PilsFree web hosting

Západoceská univerzita v Plzni
FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ
KET
Merení fyzikálních složek životního prostredí
_______________________
•
•
vypracoval:
Cejchování snímacu chvení
Merení hluku zarízení
Václav Laxa
Merící skupina:
datum merení: 13.11.2006
Jan Kokeisl, Otakar Zavrel, Václav Laxa, Jakub Loquenz
rozvrh: Pondelí
8+9
1. Úkol: Cejchování snímacu chvení.
• Úvod – teorie:
Snímace chvení rozdelujeme na absolutní a relativní. Absolutní
merí vzhledem k vlastní setrvacné hmote, relativní potom vzhledem
k libovolnému bodu v prostoru (napr. rám vuci základu).
Snímace lze technologicky dále delit na Pasivní a Aktivní.
PASIVNÍ – nízká hmotnost a jednoduchost. Dle menícího paramteru
rozdelujeme na :
a.
odporové (tenzometrické, elektrolytické, elektronkové) –
princip pusobení setrvacné hmoty umístené na konci
pružného nosníku. Typické je malé tlumení, požadavky na
tesnost a nepríznivá teplotní závislost.
b.
kapacitní - malé rozmery a nízká váha, užití u vysokých
i nízkých teplot, velká životnost a znacná presnost.
Využívá se zde zmen vzdálenosti elektrod a prekrývání
ploch
c.
indukcnostní
–
akcelerometr
má
seismickou
hmotu
feromagnetickou a upevnenou na dvou plochých pružinách.
Zmena vzduchové mezery mení indukcnost cívek
d.
transformátorové – snímac má na výstupu rozdíl napetí,
jehož amplituda je úmerná zrychlení chvení
AKTIVNÍ – snímace využívají prímé premeny mechanické energie na
energii elektrickou
a.
elektrodynamické v mezere permanentního magnetu je
membránou držena cívka do které je pohybem magnetu
indukováno napetí úmerné rychlostí chvení v.
b.
piezoelektrické jsou nejrozšírenejší. Využívá se
vlastností piezoelektrických nebo keramických materiálu
(levnejší, polarizace elektrostatickým polem). Nevýhodou
snímacu je rozdelení napetí (náboje) na vlastní element
a prívodní kabel.
Pro cejchování snímacu chvení se používají speciální vibracní stolice vibrátory. Na jejich pohyblivou cást s definovanou amplitudou chvení se pripevnuje
cejchovaný snímac. Velikost amplitudy pohyblivé cásti stolice lze urcit nekolika zpusoby:
- výpoctem z budicího proudu
- normálním (cejchovním snímacem)
- optickým odectením dvojamplitudy chvení pohyblivé cásti vibrátoru mikroskopem
CEJCHOVÁNÍ
•
–
Nákres a postup:
Na generátoru sinusového napetí se nastaví požadovaná frekvence chvení. Pro naše merení
odecítáme hodnoty vstupní frekvence 10, 20, 30, 40, 60, 70, 80 a 90 Hz. Sítovou frekvenci a
její násobky (50 a 100Hz) vylucujeme s ohledem na možné zkreslení.
Amplitudou a zesílením zesilovace se nastaví rozkmit stolice vibrátoru. Rozkmit lze
kontrolovat mikroskopem, kterým se pozoruje hrana stolice. Její pohyb je zdánlive zpomalen
stroboskopickou lampou. Skutecná velikost dvojamplitudy chvení 2A se získá z odecteného
poctu dílku v mikroskopu 2A vynásobením konstantou mikroskopu.
Václav Laxa – MFŽP – merení hluku a chvení
•
Tabulka namerených a vypoctených hodnot, graf:
f
[Hz]
10
20
62,83
125,66
3947,61
15790,44
Ua
[mV]
0,48
1,50
188,49
251,32
376,98
439,81
502,64
565,47
35528,48
63161,74
142113,92
193432,84
252646,97
319756,32
3,00
4,00
5,30
6,00
6,50
7,00
-1
? [s ]
30
40
60
70
80
90
?
2
-2
[s ]
2A [mm]
kmikr. [-]
A [mm]
7,3
4,6
0,01666
0,01666
0,060809
0,038318
K
-2
[mV/ms ]
240,0501 0,002000
605,0579 0,002479
2,7
1,7
0,8
0,5
0,4
0,3
0,01666
0,01666
0,01666
0,01666
0,01666
0,01666
0,022491
0,014161
0,006664
0,004165
0,003332
0,002499
799,071
894,4334
947,0472
805,6478
841,8197
799,071
-2
a [mms ]
0,003754
0,004472
0,005596
0,007447
0,007721
0,008760
f ……..frekvence sinusového napetí nastavená na generátoru [Hz]
Ua……amplituda zesilovace [mV]
2A…...dvojamplituda chvení odectená v dílcích z mikroskopu [mm]
kmikr.…konstanta mikroskopu odectená z tabulek (dle okuláru a parametru mikroskopu) [-]
A…….skutecná amplituda výchylky. polovina mikroskopické dvojamplitudy vynásobená
konstantou mikroskopu
a……..zrychlení; násobek kvadrátu úhlové rychlosti s amplitudou výchylky [mm / s]
K…….Napetová citlivost [mV/ms -2 ]
Ua
K=
A ⋅ω 2
Závislost napetové citlivosti na frekvenci
0,009
0,008
0,007
-2
K [mV/ms ]
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
0,000
10
100
f [Hz]
(log)
Václav Laxa – MFŽP – merení hluku a chvení
Prístroje: Tónový generátor, zesilovac, vibracní stolice, cejchovaný snímac, voltmetr,
mikroskop, stroboskop.
• Záver:
Po výpoctech a promítnutí hodnot do grafu jsme zjistili, že napetová
citlivost daného snímace chvení s frekvencí roste. Naše merení
probíhalo v príjemné atmosfére a jediný problém a chybovost mohla
nastat pri odecítání vibracní výchylky pod mikroskopem, jelikož
presné odectení bylo casto s ohledem na rychlost chvení velmi
složité.
2. Úkol: Merení hluku zarízení .
• Úvod – teorie:
Hluk je nepríjemný zvuk, který vyvolává rušivé pocity se
škodlivými úcinky. Merení hluku šírené ho vzduchem je založeno na
merení akustického tlaku, resp. jeho hladin, v poslední dobe i na
merení
akustické
intenzity
sondami
s
dvojicí
protismerne
orientovaných mikrofonu. Merení musí být provádena za zcela urcitých
akustických podmínek a správným postupem.
Podle úcelu se merí hluk
• vyzarovaný zarízením, technologickými cástmi, které
poskytují hodnoty o zdroji hluku. Používají se metody
stanovené na základe mezinárodních doporucení a norem.
•
merení hluku prostredí, tj. míst, kde se predpokládá
pobyt cloveka pri cestování, práci nebo odpocinku. I tato
místa
jsou
postupne
sjednocována
a
normalizována.
Základním prístrojem
pro merení hluku je zvukomer. Je
tvoren kondenzátorovým mikrofonem, impedancním menicem,
váhovými filtry, obvody s ruznou casovou konstantou a
další výbavou, kterou casto bývá zarízení pro matematické
zpracování výsledku (statistické zpracování, analýza,
resp. záznam výsledku)..
Cejchování zvukomeru se provádí známými tlakovými zmenami s konstantní frekvencí.
Tlakové zmeny se vytvorí akustickým menicem v kalibrátoru nebo pistonfonem.
• Nákres úlohy, postup a namerené hodnoty :
1. Mikrofon hlukomeru umístíme do vzdálenosti 1m od zdroje hluku.
2. Nastavíme rozsah merené hladiny na hlukomeru.
3. Odecteme hladinu hluku.
Václav Laxa – MFŽP – merení hluku a chvení
V odmerných místech provedeme odectení hladin hluku zarízení podle bodu 1-3 a prípadne
provedeme korekci na hladinu hluku pozadí.
Korekce hladiny hluku pozadí se urcí z hladiny hluku bez pusobení mereného zdroje. Pokud je
mezi hladinou pozadí a hladinou hluku zdroje rozdíl vetší než 10dB, neovlivnuje hluk pozadí
namerenou hodnotu. Pokud je rozdíl menší, CSN urcuje pri rozdílu 6 až 9dB odecíst 1dB od namerené
hladiny, pri rozdílu 4 až 6 db se odecítá 2dB a pri rozdílech menších než 4dB se merení nedoporucují.
8
7
4
3
5
6
1
Pozice [-]
Hluk [dB]
1
72
2
2
77
3
74
4
72,5
5
75
6
73
7
73,5
8
74,5
Použité prístroje: starší vysavac ETA, hlukomer
• Záver:
Merení, behem kterého jsme si vyzkoušeli použití hlukomeru,
probíhalo v relativne klidném a príjemném prostredí. Jelikož hluk
tohoto archiválního vysavace znacne prevyšoval (tj. o více než 10
dB) ruch a hluk okolí (pozadí), nemuseli jsme naše výsledky
dodatecne jakkoli upravovat. Hluk tvorený vysavacem se pohyboval od
72 do 77 dB. Úroven hluku bude jiste závislá na uvolnených cástech
zarízení, množství zaneseného pytlíku na prach a dalších faktorech.
Václav Laxa – MFŽP – merení hluku a chvení