A fase num analisador de vibrações

Neste artigo focamos o tema da medição da fase num analisador de vibrações.

 Introdução – A fase num analisador de vibrações

A fase num analisador de vibrações, ou mais propriamente, o ângulo de fase, consiste num ângulo entre duas grandezas, que podem ser diversas.

A fase entre o deslocamento a velocidade e a aceleração

Numa vibração harmónica existe uma diferença de fase de 90°entre o máximo da vibração em aceleração e velocidade, e a mesma diferença entre os máximos de velocidade e deslocamento. A diferença de fase entre os máximos de aceleração e deslocamento é de 180°.

A fase num analisador de vibrações – fase entre o máximo de vibração e um impulso tacométrico

A fase pode ser medida com um estroboscópio ligado a um Analisador de Espectro de Frequência ou com um sistema que dê uma leitura digital do seu valor.

Uma marca no rotor origina um sinal uma vez por rotação, enviando um impulso para o medidor de fase.

Este método de medição de fase é muito utilizado para efetuar a equilibragem no local.

A fase num analisador de vibrações – a fase entre duas medições de vibrações

No vídeo a seguir apresentado, relativo a medições de fase em dois pontos de medida numa esmeriladora, pode-se ver as diferenças de fase.

Neste caso são medidos os valores de fase do máximo de cada vibração, relativamente a um sinal tacométrico e comparado o valor entre as duas.

A fase entre uma força e um movimento vibratório – a FRF

A fase também pode ser medida entre uma força ( neste caso o impacto do martelo) e um movimento vibratório, como pode ser visto no vídeo a seguir apresentado.

Este tipo de medição é utilizada para medir a Função de Resposta em Frequência, que se vê a seguir.

Vê -se que a variação de fase é máxima na frequência correspondente à frequência natural correspondente ao pico no primeiro gráfico.

A fase entre uma força e um movimento vibratório – num sistema massa mola

A seguir vê -se um vídeo que explica a relação de fase entre a força e o deslocamento de uma oscilação, num sistema massa-mola, com um grau de liberdade.

A frequências muito baixas o sistema massa-mola comporta-se como um corpo rígido. O deslocamento da força é igual ao deslocamento da massa. Neste caso a força de inércia gerada pela massa é inferior à força gerada pela rigidez da mola.

A frequências superiores à frequência natural do conjunto massa-mola., os dois movimentos estão em oposição de fase. O deslocamento da força é superior ao deslocamento da massa. Neste caso a força de inércia gerada pela massa é superior à força gerada pela rigidez da mola.

A variação de fase durante a paragem de uma máquina – o gráfico de Bode

A seguir pode-se ver um vídeo que mostra a diferença de fase entre a componente à velocidade de rotação de uma máquina, gerada por um desequilíbrio, e um sinal tacométrico, durante a paragem da máquina.

Neste vídeo vê -se que o valor da fase também depende da frequência como no Vídeo 6.

Este tipo de medida pode ser utilizada para se obter o gráfico de Bode, que se pode ver a seguir.

Assim vê -se que, numa máquina, o valor da fase varia com a velocidade de rotação.

(continua…)