Einführung
GRMS ist der Effektivwert der Beschleunigung, angegeben in g. In der Schwingungstechnik kann er sich jedoch auf die Gesamtbeschleunigung einer zufälligen Schwingungsumgebung beziehen oder in den Spezifikationen von Schwingungsmotoren die unter bestimmten Testbedingungen gemessene Leistung angeben. Die beiden Werte lassen sich nicht allein anhand der Einheiten direkt vergleichen.
Dieser Artikel erklärt die Bedeutung von GRMS, seine Einheiten und seine Berechnung. Er erläutert außerdem, wie Ingenieure GRMS-Daten in den Spezifikationen von Mikrovibrationsmotoren interpretieren und welche Bedingungen beim Vergleich von Testergebnissen zu berücksichtigen sind. Als Hersteller von Mikrovibrationsmotoren listet LEADER die Vibrationsparameter für die jeweiligen Modelle in seiner Produktdokumentation auf; diese Daten sollten stets im Zusammenhang mit dem spezifischen Modell und den Testbedingungen interpretiert werden.
Was ist GRMS?
GRMS ist der Effektivwert eines Beschleunigungssignals und wird üblicherweise als gRMS angegeben. Bei Schwingungsprüfungen fasst er die gesamte Effektivbeschleunigung innerhalb eines festgelegten Frequenzbereichs zusammen. In Spezifikationen von Vibrationsmotoren kann GRMS auch die unter bestimmten Testbedingungen gemessene Beschleunigung darstellen.
Wenn Sie GRMS oder Grms sehen, sollten Sie zunächst klären, was gemessen wird: Beschreiben die Daten die zufälligen Vibrationen, denen das Gerät ausgesetzt ist, oder die vom Motor selbst erzeugten Vibrationen? Obwohl diese beiden Datentypen ähnliche Einheiten verwenden, unterscheiden sich ihre Messzwecke und Testbedingungen, sodass sie nicht allein anhand ihrer numerischen Werte direkt verglichen werden können.
Wie lautet der vollständige Name und die Einheit von GRMS?
GRMS bezeichnet im Allgemeinen die Effektivbeschleunigung (RMS – Root Mean Square), ausgedrückt in g. RMS ist eine Berechnungsmethode zur Verarbeitung von veränderlichen Signalen; g ist die Einheit der Erdbeschleunigung, und 1 g entspricht ungefähr 9,81 m/s².m/s2.
In technischen Dokumentationen wird die Kennzahl häufig auch als gRMS, Grms oder GRMS angegeben. Unabhängig von der verwendeten Notation sollte der Kontext geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Kennzahl die Beschleunigung und nicht etwa die Schwingungsamplitude, die Geschwindigkeit oder die Motordrehzahl angibt. Bei Motorspezifikationen sollten zudem die Prüfmethode und die Prüfbedingungen für das jeweilige Modell überprüft werden.
Wie wird GRMS berechnet?
Der GRMS-Wert kann aus Beschleunigungsdaten im Zeitbereich oder aus einer PSD-Kurve im Frequenzbereich berechnet werden. Die Methode im Zeitbereich basiert auf einer Reihe von Beschleunigungsmesswerten; die PSD-Methode integriert die spektrale Leistungsdichte der Beschleunigung über einen festgelegten Frequenzbereich. Beide Methoden erfordern eine klare Definition des Datenbereichs und der Testbedingungen.
Berechnung aus Beschleunigungsdaten im Zeitbereich
Bei zeitbereichsabgetasteten Daten entspricht die Effektivbeschleunigung der Quadratwurzel des Mittelwerts aller quadrierten Beschleunigungswerte:
wobei a1a1 durch einan sind Beschleunigungsproben und nˉnˉ ist die Anzahl der Messwerte. Enthält das Signal einen Sensor-Offset oder Gleichstromanteile, die nicht durch Vibrationen verursacht werden, sind Korrekturen vor der Berechnung gemäß der Messmethode vorzunehmen. Werden die Daten in m/s² angegeben, können sie in g umgerechnet werden.gdurch Division durch ungefähr 9,81.
Berechnung aus einer PSD-Kurve
Bei der Schwingungsprüfung wird üblicherweise die Beschleunigungs-Leistungsdichte (PSD) verwendet, um die Schwingungsverteilung über verschiedene Frequenzen zu beschreiben. Die Einheit der PSD ist typischerweise g²/Hz. Durch Integration der PSD über einen festgelegten Frequenzbereich und anschließende Wurzelung der integrierten Fläche erhält man die relative Schwingungsverteilung (GRMS).
GRMS==√(Integrierte Fläche der PSD über den angegebenen Frequenzbereich)
Die Einheit der PSD-integrierten Fläche ist g², und die Quadratwurzel ergibt gRMS. Bei Kurven mit mehreren Frequenzsegmenten und unterschiedlichen Steigungen muss die Fläche jedes Segments separat mit der geeigneten Methode berechnet, summiert und anschließend die Quadratwurzel gezogen werden. Die Berechnungen müssen den jeweiligen Prüfspezifikationen oder Analysemethoden der Software entsprechen. Der Frequenzbereich beeinflusst das Endergebnis. Daher ist beim Vergleich zweier GRMS-Werte sicherzustellen, dass derselbe Frequenzbereich und dieselben PSD-Bedingungen verwendet wurden.
Was ist der Unterschied zwischen GRMS, G Peak und Peak-to-Peak?
GRMS, G Peak und Peak-to-Peak beschreiben unterschiedliche Eigenschaften eines Schwingungssignals und sind im Allgemeinen nicht direkt austauschbar. GRMS steht für die Effektivbeschleunigung eines Signalabschnitts; G Peak für die maximale Momentanbeschleunigung während der Messung; Peak-to-Peak für die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwert.
| Metrisch | Was es repräsentiert | Was bei der Verwendung zu beachten ist |
| GRMS / gRMS | Effektivwert eines Beschleunigungssignalsegments | Messobjekt, Frequenzbereich und Testbedingungen müssen angegeben werden. |
| G-Gipfel | Maximale Momentanbeschleunigung während der Messung | Beeinflusst durch die Signalspitzencharakteristika und die Aufzeichnungsdauer |
| Spitze-zu-Spitze | Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten | Kann nicht universell aus RMS-Werten abgeleitet werden |
Bei einer idealen Sinuswelle besteht ein fester Zusammenhang zwischen Effektivwert und Spitzenwert. Der Spitzenwert eines Zufallsschwingungssignals hängt jedoch von der Signalverteilung, dem Scheitelfaktor und der Aufzeichnungsdauer ab, sodass die Formel für eine Sinuswelle nicht direkt angewendet werden kann. Ingenieure sollten den Spitzenwert oder den Spitze-Spitze-Wert einer Zufallsschwingung nicht allein anhand eines einzelnen Effektivwerts (GRMS) abschätzen.
Was bedeutet GRMS in Datenblättern von Vibrationsmotoren?
In Datenblättern von Mikrovibrationsmotoren gibt Grms typischerweise die unter bestimmten Testbedingungen und -methoden gemessene Beschleunigung an. Es handelt sich nicht um eine feste „haptische Stärke“, die unabhängig vom Testaufbau konstant bleibt, sondern sie sollte stets im Zusammenhang mit dem Modell, den Ansteuerbedingungen und der Messmethode interpretiert werden.
Zum Beispiel,LEADER's FPCB-0820Die Produktdokumentation gibt einen Vibrationswert von 0,6 Grms an. Dieser Wert sollte im Zusammenhang mit dem entsprechenden Modell und Datenblatt betrachtet werden; bei Verwendung für technische Vergleichszwecke muss zudem geprüft werden, ob die tatsächlichen Messbedingungen konsistent sind.
Warum kann derselbe Motor unterschiedliche Grms-Werte messen?
Unterschiede in Montage, Vorrichtung, Last, Messachse und Ansteuerungsbedingungen können dazu führen, dass derselbe Motor unterschiedliche Grms-Werte misst. Steifigkeit und Dämpfung der Vorrichtung beeinflussen die Schwingungsübertragung; unterschiedliche Positionen oder Ausrichtungen des Beschleunigungsmessers können ebenfalls zu unterschiedlichen Messwerten führen. Ansteuerspannung, Ansteuerfrequenz des LRA, Anpressdruck und Gehäusekonstruktion können die Messergebnisse ebenfalls verändern.
Zur Verbesserung der Wiederholbarkeit von Tests wird empfohlen, für jede Messung das Motormodell, die Ansteuerungsbedingungen, die Montageart, die Last, die Position des Beschleunigungsmessers, die Messachse, den Frequenzbereich und die Testdauer zu dokumentieren. Beim Vergleich der Daten sollten diese Bedingungen so konstant wie möglich gehalten werden. Nicht standardisierbare Bedingungen sind klar zu dokumentieren.
Was kann GRMS Ihnen sagen, und was kann es Ihnen nicht von selbst sagen?
GRMS kann den Gesamteffektivwert der Beschleunigung unter bestimmten Messbedingungen zusammenfassen, jedoch kann ein einzelner Wert ein Schwingungssignal nicht vollständig beschreiben. Bei Umgebungen mit zufälligen Schwingungen kann GRMS allein nicht aufzeigen, in welchen Frequenzen die Schwingungsenergie konzentriert ist; für eine technische Bewertung müssen daher gegebenenfalls auch die Leistungsdichtespektrumkurve (PSD), der spezifizierte Frequenzbereich und die Testdauer berücksichtigt werden.
Ein einzelner GRMS-Wert kann auch nicht direkt Folgendes aussagen:
Der maximale momentane Spitzenwert bei zufälligen Schwingungen;
Der Beitrag verschiedener Frequenzbänder zur Gesamtantwort;
Wo die maximale Vibration in der Produktstruktur auftritt;
Ob die Lebensdauer oder Zuverlässigkeit des Motors den Anforderungen entspricht;
Ob die vom Benutzer wahrgenommene Vibration am Ende stärker oder angenehmer ist.
Bei der Beurteilung der zufälligen Schwingungen, denen ein Gerät ausgesetzt ist, sollten Frequenzspektrum und Prüfdauer gemeinsam betrachtet werden. Bei der Beurteilung der Eigenleistung des Motors sind Modell, Antrieb, Vorrichtung, Last und Messachse gemeinsam zu berücksichtigen. In beiden Fällen sollte keine abschließende Beurteilung allein auf Basis eines einzelnen GRMS-Wertes erfolgen.
Welche Informationen sollten dem Hersteller bei der Bewertung von Mikrovibrationsmotoren zur Verfügung gestellt werden?
Bei der Bewertung von Motorspezifikationen oder -mustern sollte das Entwicklungsteam das Messobjekt, die Zielkennzahlen und die tatsächlichen Einsatzbedingungen festlegen. Diese Informationen helfen LEADER zu bestimmen, ob es im Projekt um die Umgebungsschwingungen der Anlage oder die Motorleistung geht, und die geeigneten Spezifikationen oder Prüfbedingungen für die Muster zu bestätigen.
Empfohlene Vorbereitung:
Produkttyp und Zielanwendung;
Ob es sich bei der Bewertung um zufällige Umgebungsschwingungen oder um die Motorleistung handelt;
Zielwerte für Grms, G Peak oder andere Schwingungskennzahlen;
Anwendbarer Frequenzbereich und zugehörige Prüfanforderungen;
Motormontageraum, Ausrichtung, Befestigungsmethode und Produktstruktur;
Verfügbare Spannung, Ansteuerschaltung und LRA-Ansteuerfrequenz (falls zutreffend);
Testvorrichtung, Last und Position des Beschleunigungsmessers (falls bereits ein Testaufbau vorhanden ist);
Motormodell, Probenmenge und Projektphase, die bewertet werden sollen.
Falls die Zielwerte noch nicht festgelegt wurden, können Sie zunächst die Produktstruktur, die Fahrbedingungen, vorhandene Testberichte oder Referenzprototypen bereitstellen. LEADER kann anhand der spezifischen Modelldokumentation die verfügbaren Parameter und die Anforderungen an die Stichprobenbewertung weiter bestätigen.
Erkunden Sie die FührungsebeneLösungen für kleine Vibrationsmotoren or kundenspezifische Linearmotoroptionenbei der Bewertung von Motoren für kompakte elektronische Geräte.
GRMS bezeichnet im Allgemeinen den Effektivwert der Beschleunigung in g. Er beschreibt den Effektivwert eines Beschleunigungssignals, und seine genaue Bedeutung sollte in Verbindung mit dem Messobjekt und den Testbedingungen bestimmt werden.
GRMS wird üblicherweise als gRMS für Beschleunigung angegeben. 1 g entspricht ungefähr 9,81 m/s². In technischen Dokumentationen kann es auch als gRMS, Grms oder GRMS geschrieben werden.
Ist GRMS dasselbe wie G Peak? Nein. GRMS ist der Effektivwert der Beschleunigung, während G Peak die maximale Momentanbeschleunigung während der Messung ist. Das Verhältnis zwischen den beiden Werten hängt von der Signalform ab; zufällige Schwingungen lassen sich nicht direkt mit der idealen Sinuswellenformel umrechnen.
Nicht empfehlenswert. Es sollte sichergestellt werden, dass Prüfvorrichtung, Last, Montageausrichtung, Ansteuerungsbedingungen und Messmethode für beide Motoren identisch sind. Bei unterschiedlichen Prüfbedingungen kann ein alleiniger Vergleich der Grms-Werte zu falschen Schlussfolgerungen führen.
Kann der im Datenblatt eines Motors angegebene Grms-Wert die vom Benutzer tatsächlich wahrgenommene Vibrationsintensität repräsentieren? Nein, er kann dies nicht allein abbilden. Der Grms-Wert im Datenblatt ist ein Messwert, der unter einer bestimmten Testumgebung ermittelt wurde. Die tatsächliche Vibrationsübertragung wird jedoch auch vom Gehäuse, der Montageart, der Masse des Motors, der Kontaktposition und den Ansteuerungsbedingungen beeinflusst und sollte in der vorgesehenen Anwendung überprüft werden.
Abschluss
GRMS ist ein Effektivwert für die Beschleunigung, kann aber je nach Kontext eine zufällige Vibrationsumgebung beschreiben oder die Leistung eines Vibrationsmotors unter bestimmten Bedingungen darstellen. Vor der Interpretation oder dem Vergleich von Daten sollten Messobjekt, Einheiten, Frequenzbereich und Testbedingungen überprüft werden.
Wenden Sie sich an Ihre Führungsexperten.
Wir helfen Ihnen, Fallstricke zu vermeiden, damit Ihr bürstenloser Mikromotor die benötigte Qualität und den Wert pünktlich und im Rahmen des Budgets liefert.
Veröffentlichungsdatum: 16. Januar 2025
