O princípio de funcionamento do vibrador portátil digital é transformar a quantidade mecânica de vibração em sinal elétrico através do sensor, depois de processar o circuito e operar os dados, exibir intuitivamente os parâmetros da aceleração, velocidade ou deslocamento da vibração em forma digital, o núcleo é realizar a transformação de "vibração mecânica → sinal elétrico → resultado digital".
Seu fluxo de trabalho é dividido em quatro etapas principais que garantem a precisão e a conveniência da medição:
Captura de sinal de vibração: o sensor transforma a vibração mecânica em sinal elétrico
Este é o núcleo de entrada do vibrador, que depende principalmente do sensor piezoelétrico incorporado (tipo atual mainstream), o princípio é o seguinte:
O picocristal no interior do sensor (como quartzo, cerâmica piezoelétrica) tem um "efeito piezoelétrico": quando a sonda do vibrador toca um objeto vibrante, a vibração do objeto leva o picocristal a uma deformação mecânica.
A deformação fará com que a superfície do painelástico produza uma quantidade equivalente de carga elétrica diferente, formando um sinal de tensão alternada fraca (sinal elétrico), e a frequência do sinal elétrico, a amplitude e a frequência da vibração do objeto, a intensidade correspondem linearmente (quanto maior a vibração, maior a amplitude do sinal elétrico).
Alguns medidores de vibração são equipados com uma sonda de aspiração magnética ou sonda para garantir um contacto estreito com o objeto medido e reduzir a perda de sinal (por exemplo, medições de vibração para dispositivos pequenos ou espaços pequenos).
Pré-processamento do sinal: amplificação e filtragem para eliminar interferências
Os sinais elétricos de saída dos sensores são geralmente fracos (em milivolts ou até mesmo em microvolts) e podem interferir com o ambiente (como ruído eletromagnético) e precisam ser tratados por circuitos internos:
Amplificação de sinal: Amplificação de sinais elétricos fracos para uma faixa de tensão processável (geralmente em níveis de volts) através de um amplificador operacional, fornecendo uma fonte estável de sinal para o processamento posterior.
Tratamento de filtragem: filtros de baixa passagem, alta passagem ou banda de passagem incorporados filtram os sinais de interferência não relacionados com a medição (como ruído eletromagnético de alta frequência, vibração ambiental de baixa frequência), mantendo apenas os sinais eficazes relacionados com a vibração do objeto, evitando interferências que causem erros de medição.
Conversão de sinal: sinal analógico para sinal digital
O sinal elétrico pré-processado ainda é analógico (mudança contínua de tensão) e não pode ser calculado diretamente pelo circuito digital e deve ser convertido através das seguintes etapas:
Os conversores A/D (conversores modulares) internos do vibrador "amostram" sinais elétricos analógicos a intervalos de tempo fixos e convertem os valores de tensão de cada ponto de amostragem em códigos digitais correspondentes (dados binários).
A frequência de amostragem deve atender às diretrizes de Nyquist (geralmente mais do que o dobro da frequência de vibração medida) para garantir que o sinal digital possa restaurar completamente as características da vibração original e evitar distorções do sinal.
Computação e exibição de dados: resultados digitais intuitivos
O sinal digital é calculado pelo processador e apresentado em uma forma legível pelo usuário:
Computação de dados: o processador converte o valor de tensão correspondente ao sinal digital em parâmetros físicos da vibração, como a aceleração (em unidades: m/s², g), a velocidade (em unidades: mm/s) e o deslocamento (em unidades: μm), de acordo com o algoritmo predefinido (em combinação com os parâmetros de sensibilidade do sensor) - esses três parâmetros são os principais indicadores da medição da vibração e podem ser alternados de acordo com as necessidades.
Visualização digital: os resultados da operação são exibidos em formato digital diretamente na tela LCD, e alguns modelos também suportam gráficos de forma de onda, estatísticas de valores máximos / mínimos / médios ou trocar unidades através de teclas, armazenar dados para facilitar o registro de campo e análise posterior.