DIN 45661-2016 Vibration measuring instrumentation - Vocabulary《振动测量仪器 词汇表》.pdf

1、Mrz 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.17; 17.160!%Jo5“2397618www.din.deDIN 45661Schwingungsmesseinrichtungen BegriffeVi

2、bration measuring instrumentation VocabularyAppareillage de mesure des vibrations VocabulaireAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 45661:201208www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDNormenausschuss Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im DIN und VDIDIN

3、 45661:2016-03 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen 4 3 Allgemeine Begriffe . 4 3.1 Gren, Werte und Signale in der Messtechnik 4 3.2 Begriffe der Signalverarbeitung . 7 3.3 Messeinrichtung, Schwingungsmesser . 14 3.4 Begriffe fr Schwingungsaufnehmer . 15 4 Begr

4、iffe zur Kennzeichnung der Eigenschaften von Schwingungsaufnehmern 16 5 Begriffe zur Kennzeichnung der Eigenschaften von Schwingungsmesseinrichtungen . 21 Literaturhinweise 25 DIN 45661:2016-03 3 Vorwort Diese Norm ist im Arbeitsausschuss NA 001-03-02 AA (NALS/VDI C 2) Schwingungsmesstechnik“ des No

5、rmenausschusses Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im DIN und VDI erarbeitet worden. Dieser Norm vorausgegangen ist der nderungsentwurf DIN 45661/A1:2015-04. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht d

6、afr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 45661:2012-08 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Definition des effektiven Einzelsto-Beschleunigungswerts aufgenommen. b) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 45661: 1962-0

7、9, 1998-06, 2012-08 DIN 45661:2016-03 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt die wesentlichen Begriffe und Kenngren zur Beschreibung von Messeinrichtungen fr mechanische Schwingungen und Ste fest. Sie enthlt weiterhin Erluterungen zu den Streinflssen, die bei den Messungen auftreten knnen und gegeben

8、enfalls zu bercksichtigen sind. Diese Norm bildet damit die Grundlage fr eine einheitliche und eindeutige Beschreibung der Messeinrichtungen in Bezug auf ihre relevanten Eigenschaften. Diese Norm beschrnkt sich auf Messeinrichtungen fr kinematische Schwingungsgren. Ste werden als transiente Schwingu

9、ngen von kurzer Dauer verstanden. Im Folgenden beinhaltet das Wort Schwingungen also auch Ste und stohaltige Schwingungen. Grundanforderungen und Prfungen der Eigenschaften von Schwingungsmesseinrichtungen sind in DIN 45662 festgelegt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem

10、Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1319

11、-1:1995-01, Grundlagen der Messtechnik Teil 1: Grundbegriffe DIN 45662, Schwingungsmesseinrichtungen Allgemeine Anforderungen und Prfung 3 Allgemeine Begriffe 3.1 Gren, Werte und Signale in der Messtechnik ANMERKUNG Ste werden als transiente Schwingungen von kurzer Dauer verstanden. Im Folgenden bei

12、nhaltet das Wort Schwingungen also auch Ste und stohaltige Schwingungen. 3.1.1 Eingangsgre bei einer Messeinrichtung eine physikalische Gre, die fr das Ergebnis einer Messung allein oder zusammen mit weiteren Eingangsgren mageblich ist Anmerkung 1 zum Begriff: Eine zeitabhngige Eingangsgre wird bei

13、einer Messeinrichtung (siehe 3.3.1) zum Teil auch als Eingangssignal bezeichnet, obwohl das eigentlich erst nach ihrer Umsetzung in einem Aufnehmer (Abbildung auf einen Informationstrger, siehe 3.1.8 und 3.1.9) korrekt wre. 3.1.2 Schwingungsgre Eingangsgre, die zum Beschreiben einer mechanischen Sch

14、wingung dient, oder eine daraus abgeleitete Gre Anmerkung 1 zum Begriff: Obwohl in dieser Norm eigentlich nur kinematische Schwingungsgren behandelt werden (siehe Tabelle 1), sind die hier definierten Begriffe auch auf dynamische Schwingungsgren, wie Kraft und Drehmoment, anwendbar. 3.1.3 Ausgabegre

15、 Gre, die in der Messeinrichtung aus der oder den Eingangsgre(n) gebildet und direkt oder indirekt ausgegeben wird DIN 45661:2016-03 5 Anmerkung 1 zum Begriff: Ausgabegre ist somit ein Oberbegriff fr a) Messgren im traditionellen Sinn (siehe DIN 1319-1), also durch Messung erfasste physikalische Gru

16、ndgren und daraus nach physikalischen Gesetzmigkeiten abgeleitete Gren; b) Signalkenngren nach 3.1.4; c) Beurteilungsgren nach 3.1.5; d) Ausgangsgren, soweit sie Gren nach a) bis c) an Analog- oder Digitalausgngen reprsentieren (siehe DIN 1319-1). Anmerkung 2 zum Begriff: Angezeigte oder grafisch re

17、gistrierte Ausgabegren nach a), b) oder c) werden manchmal auch einfach als Anzeigegren bezeichnet, ihre Konkretisierungen als Anzeigewerte. Anmerkung 3 zum Begriff: Siehe auch den Begriff Ausgabe“ in DIN 1319-1:1995-01, 3.1. 3.1.4 Signalkenngre durch eine feste Bildungsvorschrift (Algorithmus oder

18、Anweisungen zur Signalverarbeitung) aus einer oder mehreren Eingangsgre(n) abgeleitete Gre Anmerkung 1 zum Begriff: Der Begriff Signalkenngre impliziert in der Regel eine Zeitabhngigkeit wenigstens einer ihrer Eingangsgren (siehe auch 3.1.7). Anmerkung 2 zum Begriff: Eine Signalkenngre kann anders a

19、ls ein Signalparameter (siehe 3.2.3) neben daten-reduzierenden Schritten der Signalverarbeitung (z. B. Bildung des Effektiv- oder des Spitzenwertes) durchaus auch reversible Schritte, d. h. solche ohne Datenreduzierung, umfassen (z. B. Frequenzbewertung). 3.1.5 Beurteilungsgre Signalkenngre oder ein

20、e auf hnliche Weise aus zeitunabhngigen Eingangsgren abgeleitete Gre, die es ermglichen soll, Ursachen oder Wirkungen der Eingangsgren zu beurteilen, d. h. auf bestimmte Zustnde oder Eigenschaften von Objekten zu schlieen oder bestimmte Reaktionen oder Vernderungen betroffener Objekte zu prognostizi

21、eren Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Beurteilungsgre hat ebenso wie eine Signalkenngre (siehe 3.1.4) alle Merkmale einer physikalischen Gre, ungeachtet ihrer Treffsicherheit. Die Bildungsvorschrift, die den Zusammenhang zwischen Eingangsgre(n) und Beurteilungsgre herstellt, orientiert sich hufig an Mo

22、dellvorstellungen ber zugrunde liegende Wirkungsmechanismen und enthlt in der Regel auch aus der Erfahrung abgeleitete, physikalisch nicht begrndbare Elemente. Anmerkung 2 zum Begriff: Eine eventuell an die Messung sich regelmig anschlieende weitere Auswertung wird zweckmigerweise in die Bildungsvor

23、schrift fr eine umfassender definierte Beurteilungsgre einbezogen. 3.1.6 Ausgabewert fester Reprsentant oder situationsabhngige Konkretisierung einer Ausgabegre, dargestellt durch Zahlenwert mal Einheit Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch DIN 1319-1:1995-01, 3.1 und 3.2. Anmerkung 2 zum Begriff: Aus

24、gabewerte von Signalkenn-/Beurteilungs-/Ausgangsgren werden auch Signalkenn-werte, Beurteilungswerte bzw. Ausgangswerte genannt. Anmerkung 3 zum Begriff: Der Beurteilungswert ist in existierenden Normen zum Teil enger definiert, so dass zustzliche Auswerteschritte erforderlich sind, um zu einem endg

25、ltigen Beurteilungswert zu gelangen (siehe auch Anmerkung 2 zu 3.1.5). DIN 45661:2016-03 6 3.1.7 Messsignal zu messende zeitabhngige Gre oder daraus abgeleitete Gre, deren Werte in ihrem zeitlichen Verlauf auf einen Informationstrger abgebildet sind Anmerkung 1 zum Begriff: Die Abbildung auf einen I

26、nformationstrger (siehe 3.1.8 und 3.1.9) kann kontinuierlich oder diskontinuierlich (zeit- und/oder wertdiskret) erfolgen. Sie kann stndig aktualisiert werden (Echtzeitsignale) oder der temporren oder permanenten Speicherung dienen. Anmerkung 2 zum Begriff: Ein Messsignal wird hufig spezifischer nac

27、h der zugehrigen Eingangsgre benannt (z. B. Beschleunigungssignal), nach seinem sachlichen Anwendungsbereich (z. B. Schwingungssignal) oder nach seiner Lokalisierung auf dem Signalpfad (siehe 3.2.1) (z. B. Ausgangssignal). Anmerkung 3 zum Begriff: Ein Messsignal hat stets die Dimension der von ihm r

28、eprsentierten Gre, ungeachtet seines Informationstrgers (seiner physikalischen Realisierung). Dimensionsverndernde Rechenschritte in der Signal-verarbeitung (siehe 3.2), z. B. Quadrieren oder Dividieren durch eine andere Gre, ndern die Dimension des Mess-signals auf dem Signalpfad entsprechend. Anme

29、rkung 4 zum Begriff: Eine Frequenzbewertung lsst die Dimension auch dann unverndert, wenn sie das Messsignal zu einer anderen physikalischen Gre proportional macht (z. B. Umwandeln der Beschleunigung in Geschwindigkeit durch Frequenzbewertung anstatt durch Integration). Anmerkung 5 zum Begriff: Wird

30、 ausnahmsweise ein Ausgangssignal an einem analogen Signalausgang in der Dimension seines physikalischen Informationstrgers angegeben, z. B. als elektrische Spannung in Volt, sollte der bertragungskoeffizient vom eigentlichen Messsignal am Ausgang (also der Ausgabegre) zum Ausgangssignal bekannt sei

31、n. Anmerkung 6 zum Begriff: Siehe auch Anmerkung 2 zu 3.1.9. 3.1.8 Informationstrger fr analoge Messsignale physikalische Gren, deren Werte den Werten der abzubildenden Gre eindeutig zugeordnet sind Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe Anmerkungen zu 3.1.9. 3.1.9 Informationstrger fr digitale Messsignale

32、Zahlenfolgen (meistens durch Wertesprnge einer physikalischen Gre in Binrziffern dargestellt), die diskreten Werten der abzubildenden Gre z. B. durch periodische Abtastung gewonnen eindeutig zugeordnet sind Anmerkung 1 zum Begriff: Im Gegensatz zu 3.1.8 sind im Fall 3.1.9 die Werte der informationst

33、ragenden physika-lischen Gre (z. B. Spannungsimpulse auf Leitungen oder magnetische Flussdichte-Zonen auf Magnettrgern) unkritisch, wenn sie nur in ihren Stufen eine eindeutige Unterscheidung der Ziffern erlauben. Whrend die Abbildung im Fall 3.1.9 grundstzlich diskontinuierlich (zeit- und wertdiskr

34、et) erfolgt, liegt im Fall 3.1.8 meistens eine kontinuierliche Abbildung vor. (Ausnahmen sind z. B. Pulsphasen- und Pulsamplitudenmodulation.) Diskontinuierliche Abbildungen unterliegen Begrenzungen, die aus der Abtastung resultieren. Anmerkung 2 zum Begriff: Auch eine zeitabhngige Ausgabegre oder e

35、ine Folge von Ausgabewerten (z. B. grafisch aufgezeichnet, gesprochen oder gedruckt) sowie zeitabhngige Zwischengren der Signalverarbeitung stellen Mess-signale dar. Die Definition des Messsignals in dieser Norm abstrahiert also anders als DIN 1319-1 von dem jeweiligen Informationstrger und ist somi

36、t fr analoge wie fr digitale Signale gleichermaen passend. Fr die Beschreibung des Soll-Verhaltens einer Messeinrichtung ist die Abbildung der Messsignale auf Informationstrger ohnehin belanglos, sofern nicht gerade ein Ausgang angesprochen ist. DIN 45661:2016-03 7 3.2 Begriffe der Signalverarbeitun

37、g 3.2.1 Signalverarbeitung Gewinnung einer Ausgabegre aus der oder den Eingangsgre(n) nach einem vorgegebenen Algorithmus oder Verfahren Anmerkung 1 zum Begriff: Die Ausgabegren dienen zur Beschreibung des Soll-Verhaltens einer Messeinrichtung. Anmerkung 2 zum Begriff: Entsprechend den abgrenzbaren

38、Funktionseinheiten einer Messeinrichtung wird die Signalverarbeitung in Schritte unterteilt. Die Reihenfolge der Schritte ist in der Regel: a) Schritte der linearen Signalverarbeitung; das sind solche, die ein lineares bertragungssystem bewirken kann; b) Schritte der nichtlinearen Signalverarbeitung

39、; das sind alle anderen auer a). Anmerkung 3 zum Begriff: Die aufeinanderfolgenden Schritte der Signalverarbeitung werden hufig als Signalpfad dargestellt. Anmerkung 4 zum Begriff: Ein lineares bertragungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die berlagerung (Linearkombination) mehrerer Funktionen

40、 (Signale) zum gleichen Ergebnis fhrt, gleichgltig ob die berlagerung vor oder nach der bertragung erfolgt. Sinusfunktionen bleiben bei der linearen bertragung als solche erhalten, knnen aber ihre Amplitude und Phasenlage ndern. 3.2.2 Lineare Signalverarbeitung 3.2.2.1 Grenzfrequenz Frequenz eines F

41、ilters, bei der die auf den Durchlassbereich bezogene Filterdmpfung einen festgelegten Wert erreicht Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Bandpassfilter, das aus einem Hoch- und einem Tiefpassfilter besteht, hat zwei Grenz-frequenzen. 3.2.2.2 Eckfrequenz Grenzfrequenz, bei der die auf den Durchlassbereich b

42、ezogene Filterdmpfung 3 dB betrgt Anmerkung 1 zum Begriff: Eckfrequenz und Grenzfrequenz werden auch noch synonym benutzt. 3.2.2.3 Bandbegrenzung Abschwchung von Frequenzkomponenten im Ausgangssignal durch Hoch- und Tiefpassfilterung Anmerkung 1 zum Begriff: Die Bandbegrenzung wird durch die Eckfreq

43、uenzen oder die anzugebenden Grenz-frequenzen der Hoch- und der Tiefpassfilterung sowie die Flankensteilheiten beschrieben. Zur vollstndigen Beschreibung gehrt auch die Art der Filtercharakteristik (z. B. Butterworth). 3.2.2.4 Arbeitsfrequenzbereich Spanne zwischen anzugebenden Grenzfrequenzen Anmer

44、kung 1 zum Begriff: Mitunter sind die Grenzfrequenzen des Arbeitsfrequenzbereichs mit den Eckfrequenzen der Bandbegrenzung identisch. DIN 45661:2016-03 8 3.2.2.5 Frequenzbewertung frequenzabhngige Gewichtung der im Messsignal enthaltenen Frequenzkomponenten mit dem Ziel, wirkungsorientierte Messwert

45、e zu erhalten Anmerkung 1 zum Begriff: Die Frequenzbewertungsfunktion ist eine dimensionslose komplexe Funktion der Frequenz. Das Produkt dieser Funktion mit den Bandbegrenzungsfunktionen (Hoch- und Tiefpass) beschreibt nach Betrag und Phase den Frequenzgang der linearen Signalverarbeitung. Anmerkun

46、g 2 zum Begriff: Prinzipiell weisen alle Teile der Messkette eine eigene Frequenzbewertungsfunktion auf, so z. B. auch der Schwingungsaufnehmer. Die wirksame Frequenzbewertungsfunktion erstreckt sich daher ber die Gesamtheit aller Teile der Messkette. 3.2.2.6 Integration und Differentiation 3.2.2.6.

47、1 Integration der Messgre Bildung des Integrals der Zeitfunktion einer Eingangsgre mit dem Ziel der Messgrenumwandlung Anmerkung 1 zum Begriff: Durch einfache Integration der Schwingbeschleunigung ergibt sich die Schwing-geschwindigkeit. Durch zweifache Integration der Schwingbeschleunigung oder ein

48、fache Integration der Schwing-geschwindigkeit ergibt sich der Schwingweg. 3.2.2.6.2 Differentiation der Messgre Bildung der Ableitung der Zeitfunktion einer Eingangsgre mit dem Ziel der Messgrenumwandlung Anmerkung 1 zum Begriff: Durch einfache Differentiation des Schwingwegs ergibt sich die Schwing

49、geschwindigkeit. Durch zweifache Differentiation des Schwingwegs oder einfache Differentiation der Schwinggeschwindigkeit ergibt sich die Schwingbeschleunigung. 3.2.2.7 Normierung Division eines Messsignals durch eine Normierungsgre, vorzugsweise der gleichen Grenart wie das Messsignal Anmerkung 1 z