Valores Globales

IDEAR

Valores Globales Empleados En LaMedición De Vibraciones Mecánicas

Septiembre 1992

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Soluciones IDEAR s.r.l. 2 05/11/02

VALORES GLOBALES ............................................................................................................................. 3

VALOR PICO: VP............................................................................................................................................. 3VALOR PICO A PICO: VPAP............................................................................................................................. 3VALOR EFICAZ: RMS...................................................................................................................................... 3VALOR MEDIO: VM........................................................................................................................................ 4

FACTORES ASOCIADOS A UNA FORMA DE ONDA.......................................................................... 5

FACTOR DE FORMA ......................................................................................................................................... 5FACTOR DE CRESTA......................................................................................................................................... 5

RELACIONES ............................................................................................................................................. 5

ANALIZADOR SMP ................................................................................................................................... 6

MEDICIONES................................................................................................................................................... 6Forma de onda senoidal............................................................................................................................ 6Forma de onda triangular......................................................................................................................... 6Forma de onda cuasi-cuadrada................................................................................................................ 7Cuadro comparativo ................................................................................................................................. 7

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VALORES GLOBALES

Valor pico: VPEs el valor máximo de una señal con valor medio nulo.

Valor pico a pico: VPAPEs el valor medido desde el extremo negativo hasta el extremo positivo de una señal.Para el caso de formas de onda simétricas, el valor pico a pico es el doble del valor pico.

Valor eficaz: RMSEs el valor cuadrático medio de una señal medida sobre un intervalo de tiempo T.

RMS= [1/T ∫ x2(t) dt]1/2 (integrada entre 0 y T)

Como en el cálculo del valor eficaz la señal se integra durante un tiempo T, se pueden tener lecturas muyestables y repetitivas si T es lo suficientemente grande.

Para tener una lectura estable en la medición de valor eficaz, se debe integrar durante un período T >Período de la componente de menor frecuencia.

Ejemplo:Para medir el valor eficaz en una bomba con un eje que gira a 1500 RPM (25 Hz), donde pueden aparecercomponentes espectrales de 10 Hz por inestabilidad en la película de lubricante, se debería medir duranteun tiempo T > (1/10Hz)=0.1 seg por lo que sería recomendable: T=0.2 Seg.

La medición del valor eficaz es una medida de la potencia de la señal por lo que depende del valor pico dela señal y además de la forma que tenga (Cantidad de picos, etc).

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Valor Medio: VMEs el valor promedio de una señal medida sobre un intervalo de tiempo T.Para el caso de un movimiento vibratorio en que el valor medio es cero, es necesario rectificar a la señalantes de promediarla.

VM= <x(t)> = 1/T ∫ xrectificada(t) dt (integrada entre 0 y T)

Como en el cálculo del valor medio la señal se integra durante un tiempo T, se pueden tener lecturas muyestables y repetitivas si T es lo suficientemente grande.

Para tener una lectura estable en la medición de valor medio, se debe integrar durante un período T >Período de la componente de menor frecuencia.La componente de menor frecuencia no siempre es la correspondiente a la del eje, ya que existen otrosfenómenos como los de inestabilidad en ejes que se manifiestan a frecuencias subarmónicas.

Ejemplo:

Para medir el valor eficaz en una bomba con un eje que gira a 1500 RPM (25 Hz), donde pueden aparecercomponentes espectrales de 10 Hz por inestabilidad en la película de lubricante, se debería medir duranteun tiempo T > (1/10Hz)=0.1 seg por lo que sería recomendable: T=0.5 Seg.

El valor medio depende no solamente del valor pico de la señal sino además de la forma que tenga la señal(Cantidad de picos, etc). En muchos casos, aproxima con mucha exactitud al valor RMS por lo que resultade mucha utilidad en sistemas de monitoreo de bajo costo para máquinas.

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FACTORES ASOCIADOS A UNA FORMA DE ONDA

Factor de formaSe lo define como la relación entre el valor eficaz y el valor medio de una señal.

FF=RMS/VM

Factor de crestaSe lo define como la relación entre el valor pico y el valor eficaz de una señal.

FC=VP/RMS

RELACIONES

FORMA DE ONDA VM RMS FF FCSenoidal pura de amplitud A 0.637 A 0.707 A 1.11 1.41Triangular simétrica de amplitud A 0.333 A 0.577 A 1.16 2.23Cuadrada simétrica de amplitud A con ciclo de trabajo del 50 % A A 1 1

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ANALIZADOR SMP

Mediciones

Forma de onda senoidal

De aquí, puede comprobarse como los factores de forma y de cresta se aproximan al caso de una forma deonda senoidal pura.

FACTOR DE CRESTA FACTOR DE FORMASENOIDAL IDEAL 1.41 1.11SENOIDAL MEDIDA 1.47 1.11

Forma de onda triangular

FACTOR DE CRESTA FACTOR DE FORMATRIANGULAR IDEAL 2.23 1.16TRIANGULAR MEDIDA 1.75 1.16

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Forma de onda cuasi-cuadrada

FACTOR DE CRESTA FACTOR DE FORMACUADRADA IDEAL 1 1CUADRADA MEDIDA 1.37 1

El apartamiento en el factor de cresta se debe a la presencia de picos en los flancos de la onda cuadrada.La estabilidad del factor de forma indica que estos picos inciden de la misma manera tanto en el cálculodel valor RMS como en el cálculo del valor medio.

Cuadro comparativo

Valor Pico a Pico Valor Pico Valor RMS Valor MedioSensibilidadrespecto a los picosespúreos

Alta Alta Baja Baja

Sensibilidadrespecto a laenergía de la señal

Normalmente baja Normalmente baja Alta Alta

Aplicaciones • En medicionesdedesplazamientorelativo de ejes.

• Monitoreo demaquinariarotativa de muybajas RPM

• Detección degolpes

• Monitoreo demaquinaria engeneral.

• Monitoreo demaquinaria engeneral.

Ventajas relativas • Las medicionesdedesplazamientopico a picorelativo sondirectamentecomparablescon laseparación entreejes y cojinetes,álabes y cuerpode la turbina,etc.

• Mayor cantidadde instrumentosque permitencontrastar losvaloresmedidos.

• A igualdad deprecisión, lossistemas demonitoreo pormedición deVM son maseconómicos quelos de RMS.

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