Введение
GRMS — это среднеквадратичное значение ускорения, выраженное в единицах g. Однако в вибрационной технике оно может относиться к общему ускорению в условиях случайной вибрации или указываться в технических характеристиках вибрационных двигателей для обозначения выходного сигнала, измеренного в конкретных условиях испытаний. Эти два показателя нельзя напрямую сравнивать, основываясь только на единицах измерения.
В этой статье объясняется, что означает GRMS, его единицы измерения и как он рассчитывается. Также объясняется, как инженеры должны интерпретировать данные GRMS в технических характеристиках микровибрационных двигателей и какие условия необходимо проверять при сравнении результатов испытаний. Как производитель микровибрационных двигателей, компания LEADER указывает параметры вибрации для соответствующих моделей в своей документации; эти данные следует понимать в контексте конкретной модели и условий испытаний.
Что такое GRMS?
GRMS — это среднеквадратичное значение сигнала ускорения, обычно выражаемое как gRMS. При испытаниях на случайную вибрацию оно суммирует общее среднеквадратичное ускорение в заданном диапазоне частот. В технических характеристиках вибромоторов Grms может также представлять собой выходное ускорение, измеренное в конкретных условиях испытаний.
Когда вы видите обозначения GRMS или Grms, первым шагом является подтверждение того, что именно измеряется: описывают ли данные случайную вибрационную среду, которой подвергается устройство, или вибрацию, генерируемую самим двигателем? Хотя эти два типа данных используют схожие единицы измерения, цели их измерения и условия испытаний различаются, и их нельзя напрямую сравнивать, основываясь только на числовых значениях.
Каково полное название и единица измерения GRMS?
GRMS обычно обозначает среднеквадратичное ускорение (RMS), выраженное в единицах g. RMS — это метод расчета для обработки изменяющихся сигналов; g — единица измерения ускорения свободного падения, и 1 g приблизительно равен 9,81 м/с².m/s2.
В технической документации это также часто обозначается как gRMS, Grms или GRMS. Независимо от используемого обозначения, следует проверить контекст, чтобы убедиться, что метрика представляет собой ускорение, а не вибрационное смещение, скорость или частоту вращения двигателя. Для технических характеристик двигателя также следует проверить метод испытаний и условия для соответствующей модели.
Как рассчитывается GRMS?
Среднеквадратичное отклонение ускорения (GRMS) может быть рассчитано на основе данных об ускорении во временной области или на основе кривой спектральной плотности мощности (PSD) в частотной области. Метод во временной области основан на серии выборок ускорения; метод PSD интегрирует спектральную плотность ускорения в заданном диапазоне частот. Оба метода требуют четкого определения диапазона данных и условий испытаний.
Расчет на основе данных ускорения во временной области
Для данных, дискретизированных во временной области, среднеквадратичное ускорение равно квадратному корню из среднего значения квадратов всех выборок ускорения:
где а1a1 черезanявляются образцами ускорения, а nˉnˉ — количество выборок. Если сигнал содержит смещение датчика или постоянные составляющие, не вызванные вибрацией, перед расчетом следует внести поправки в соответствии с методом измерения. Если данные выражены в м/с², их можно перевести в г.gразделив приблизительно на 9,81.
Расчет по кривой распределения размеров частиц
При испытаниях на случайные вибрации обычно используется спектральная плотность мощности (СПМ) ускорения для описания распределения вибрации по различным частотам. Единицы измерения СПМ обычно — г²/Гц. Путем интегрирования СПМ по заданному диапазону частот и последующего извлечения квадратного корня из площади интегрирования получают среднеквадратичное отклонение (GRMS).
ГРМС==√(Интегрированная площадь спектральной плотности мощности в заданном частотном диапазоне)
Единицей измерения интегрированной площади спектральной плотности мощности (СПМ) является г²г², а извлечение квадратного корня дает среднеквадратичное отклонение (gRMS). Для кривых, состоящих из нескольких частотных сегментов с различными наклонами, площадь каждого сегмента следует рассчитывать отдельно с использованием соответствующего метода, суммировать, а затем извлекать квадратный корень. Фактические расчеты должны выполняться в соответствии с применимой спецификацией испытаний или методом анализа программного обеспечения. Частотный диапазон также влияет на конечный результат, поэтому при сравнении двух значений GRMS необходимо убедиться, что использовались одинаковый частотный диапазон и условия СПМ.
В чём разница между GRMS, G Peak и Peak-to-Peak?
GRMS, G Peak и Peak-to-Peak описывают различные характеристики вибрационного сигнала и, как правило, не могут быть напрямую взаимозаменяемыми. GRMS представляет собой среднеквадратичное ускорение сегмента сигнала; G Peak представляет собой максимальное мгновенное ускорение во время измерения; Peak-to-Peak представляет собой разницу между максимальным и минимальным значениями.
| Метрическая система | Что это представляет собой | Что следует учитывать при использовании |
| GRMS / gRMS | Среднеквадратичный уровень сегмента сигнала ускорения | Необходимо указать объект измерения, диапазон частот и условия испытаний. |
| Пик G | Максимальное мгновенное ускорение во время измерения | На это влияют характеристики пика сигнала и продолжительность записи. |
| от пика до пика | Разница между максимальным и минимальным значениями | Не может быть универсально выведено из среднеквадратичных значений. |
Для идеальной синусоидальной волны существует фиксированная зависимость между среднеквадратичным значением (RMS) и пиковым значением; однако пиковое значение случайного вибрационного сигнала зависит от распределения сигнала, коэффициента амплитуды и длительности записи, и формула синусоидальной волны не может быть применена напрямую. Инженерам не следует оценивать пиковое значение или размах случайной вибрации, основываясь только на одном значении GRMS.
Что означает обозначение Grms в технических характеристиках вибромоторов?
В технических характеристиках микровибрационных двигателей значение Grms обычно обозначает ускорение, измеренное при определенных методах и условиях испытаний. Это не фиксированная «сила тактильных ощущений», которая остается постоянной независимо от конфигурации испытаний, и ее следует интерпретировать вместе с моделью, условиями привода и методом измерения.
Например,LEADER's FPCB-0820В документации к изделию указано значение вибрации 0,6 Grms. Это значение следует понимать в сочетании с соответствующей моделью и техническими характеристиками; при использовании для инженерного сравнения также необходимо подтвердить соответствие фактическим условиям измерения.
Почему один и тот же двигатель может показывать разные значения среднеквадратичного отклонения (ГСК)?
Различия в способах крепления, зажиме, нагрузке, оси измерения и условиях привода могут привести к тому, что один и тот же двигатель будет измерять разные значения среднеквадратичного отклонения (Grms). Жесткость и демпфирование зажима влияют на передачу вибрации; различное положение или ориентация акселерометра также могут регистрировать разные отклики. Напряжение привода, частота привода LRA, давление зажима и конструкция корпуса также могут изменять результаты измерений.
Для повышения воспроизводимости результатов испытаний рекомендуется для каждого измерения регистрировать модель двигателя, условия привода, способ крепления, нагрузку, положение акселерометра, ось измерения, диапазон частот и продолжительность испытания. При сравнении данных эти условия должны быть максимально согласованными, а любые условия, которые невозможно стандартизировать, должны быть четко задокументированы.
Что может рассказать вам GRMS, а что она не может рассказать самостоятельно?
GRMS позволяет суммировать общий среднеквадратичный уровень ускорения при конкретных условиях измерения, но одно значение не может полностью описать вибрационный сигнал. В условиях случайной вибрации GRMS сам по себе не может показать, на каких частотах сосредоточена энергия вибрации; для инженерной оценки может также потребоваться анализ кривой спектральной плотности мощности (PSD), заданного частотного диапазона и продолжительности испытаний.
Одно значение GRMS также не может напрямую указывать на следующее:
Максимальное мгновенное пиковое значение при случайных колебаниях;
Вклад различных частотных диапазонов в общую характеристику отклика;
В месте возникновения максимальной вибрации в конструкции изделия;
Соответствует ли срок службы или надежность двигателя требованиям;
В зависимости от того, насколько сильнее или комфортнее пользователь ощущает вибрацию в конечном итоге.
При оценке случайных вибраций, которым подвергается оборудование, следует учитывать частотный спектр и продолжительность испытаний совместно. При оценке собственной выходной мощности двигателя следует учитывать модель, привод, крепление, нагрузку и ось измерения совместно. Ни в одном из случаев нельзя делать окончательные выводы, основываясь только на одном значении GRMS.
Какую информацию следует предоставить производителю при оценке микровибрационных двигателей?
При оценке технических характеристик или образцов двигателей инженерная группа должна указать объект измерения, целевые показатели и фактические условия эксплуатации. Эта информация помогает LEADER определить, касается ли проект вибрации оборудования в окружающей среде или выходной мощности двигателя, а также подтвердить соответствующие технические характеристики или условия оценки образцов.
Рекомендуемый способ приготовления:
Тип продукта и целевое применение;
Независимо от того, касается ли оценка случайных вибраций окружающей среды или выходной мощности двигателя;
Целевые значения Grms, G Peak или другие показатели вибрации;
Применимый диапазон частот и соответствующие требования к испытаниям;
Пространство для установки двигателя, ориентация, способ крепления и конструкция изделия;
Доступное напряжение, схема управления и частота управления LRA (если применимо);
Положение испытательного стенда, нагрузки и акселерометра (если испытательная установка уже существует);
Модель двигателя, количество образцов и этап проекта, подлежащие оценке.
Если целевые значения еще не определены, вы можете сначала предоставить описание конструкции изделия, условия эксплуатации, существующие протоколы испытаний или эталонные прототипы. Компания LEADER может дополнительно подтвердить доступные параметры и требования к оценке образцов на основе документации по конкретной модели.
Изучите информацию о лидерах.решения для маломощных вибрационных двигателей or варианты линейного двигателя на заказпри оценке двигателей для компактных электронных устройств.
GRMS обычно обозначает среднеквадратичное значение ускорения, выраженное в единицах g. Оно описывает среднеквадратичный уровень сигнала ускорения, и его конкретное значение следует определять в зависимости от объекта измерения и условий испытания.
Ускорение обычно обозначается как gRMS. 1 g приблизительно равен 9,81 м/с². В технической документации оно также может обозначаться как gRMS, Grms или GRMS.
Является ли GRMS тем же самым, что и G Peak? Нет. GRMS — это среднеквадратичное значение ускорения, а G Peak — максимальное мгновенное ускорение во время измерения. Взаимосвязь между ними зависит от формы сигнала; случайные колебания нельзя напрямую преобразовать с помощью формулы идеальной синусоидальной волны.
Не рекомендуется. Необходимо убедиться, что испытательный стенд, нагрузка, ориентация крепления, условия привода и метод измерения одинаковы для обоих двигателей. Если условия испытаний различаются, сравнение только значений Grms может привести к неверным выводам.
Может ли значение Grms в техническом описании двигателя отражать реальную интенсивность вибрации, ощущаемую пользователем? Само по себе оно этого не делает. Значение Grms в техническом описании — это измеренное значение при конкретной испытательной установке; на фактическую передачу вибрации также влияют корпус, способ крепления, масса устройства, расположение контактов и условия привода, и ее следует проверять на целевой конструкции.
Заключение
GRMS — это среднеквадратичный показатель ускорения, но в разных контекстах он может описывать случайную вибрационную среду или представлять собой выходные параметры вибрационного двигателя, измеренные в определенных условиях. Перед интерпретацией или сравнением данных необходимо предварительно подтвердить объект измерения, единицы измерения, частотный диапазон и условия испытаний.
Проконсультируйтесь с экспертами по вопросам лидерства.
Мы поможем вам избежать подводных камней и обеспечить качество и ценность вашего микробесщеточного двигателя, необходимые вам, точно в срок и в рамках бюджета.
Дата публикации: 16 января 2025 г.
