Tại sao chúng ta sử dụng “G” để đo biên độ dao động trong động cơ rung? Trong lĩnh vựcđộng cơ rung, “G” là đơn vị chung để đo biên độ rung động, chẳng hạn nhưđộng cơ rung đồng xu, động cơ rung không chổi than, Động cơ rung SMD, VàĐộng cơ LRA. Nhưng điều này thường đặt ra một câu hỏi: chính xác thì “G” là gì? Tại sao chúng ta không sử dụng những đơn vị đơn giản hơn như độ dịch chuyển (mm) hay lực (N) để mô tả biên độ dao động?
“G” là gì?
Trong vật lý, 1G bằng gia tốc trọng trường trên Trái đất, khoảng 9,8 m/s2. Nói một cách đơn giản, 1G mô tả tốc độ thay đổi tốc độ (gia tốc) mà một vật thể trải qua do lực hấp dẫn của Trái đất. Nhưng tại sao lại dùng gia tốc (G) để đo biên độ dao động? Rung về cơ bản là chuyển động nhanh chóng qua lại-và{6}}tiến lên-một chuyển động có gia tốc-có điều khiển. Việc đo bằng đơn vị G cho chúng ta hình ảnh rõ ràng hơn về cường độ của chuyển động nhanh này, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho biên độ rung.
Tại sao không sử dụng lực (N) hoặc độ dịch chuyển (mm) thay thế?
Để hiểu điều này, chúng ta hãy xem cách hoạt động của động cơ rung. Thông thường, một động cơ rung được gắn vào sản phẩm hoặc thiết bị và tạo ra cảm giác phản hồi xúc giác. Nó không hoạt động một mình mà rung cùng với toàn bộ hệ thống mà nó được gắn vào. Vì vậy, khi đo biên độ rung, điều chúng ta quan tâm là toàn bộ hệ thống (không chỉ động cơ) rung như thế nào.
Tính lực rung
Lực rung của động cơ (F) có thể được tính bằng công thức sau:
Ở đâu:
– F là lực (tính bằng Newton, N),
– m là khối lượng lệch tâm bên trong của động cơ,
– r là độ lệch của khối lượng này,
– ω là tốc độ góc của động cơ.
Như bạn có thể thấy, công thức này không tính đến khối lượng của vật được gắn vào động cơ. Vì vậy, nếu bạn gắn cùng một động cơ vào hai vật khác nhau thì vật nặng hơn sẽ cần nhiều lực hơn để đạt được cùng mức gia tốc. Nói cách khác, sử dụng “lực” để mô tả độ rung là không thực tế lắm vì nó thay đổi tùy theo trọng lượng của vật. Sử dụng “G” (gia tốc) đơn giản hơn nhiều vì nó cho thấy trực tiếp tốc độ chuyển động qua lại của vật thể, bất kể trọng lượng.
Tần số ảnh hưởng đến sự dịch chuyển như thế nào
Ngoài lực, tần số dao động còn ảnh hưởng đến độ dịch chuyển. Tần số rung của động cơ có thể được tính theo công thức sau:
Khi tần số tăng lên, thời gian giữa các lần rung sẽ ngắn lại, dẫn đến độ dịch chuyển nhỏ hơn trên mỗi chu kỳ rung. Ngay cả những vật thể nhẹ cũng cho thấy sự dịch chuyển tối thiểu ở tần số cao. Điều này làm cho việc sử dụng độ dịch chuyển làm thước đo biên độ rung động kém tin cậy hơn-nó không phải lúc nào cũng đưa ra hình ảnh chính xác, đặc biệt là đối với các rung động tần số-cao.
Tại sao “G” là sự lựa chọn tốt nhất
Việc sử dụng “G” làm đơn vị biên độ rung cho phép chúng ta tập trung trực tiếp vào gia tốc, mang lại bức tranh nhất quán và chính xác hơn về cường độ rung. Đặc biệt trong thử nghiệm động cơ rung, gia tốc là rất quan trọng vì nó phản ánh trực tiếp cường độ và tốc độ chuyển động của động cơ. Ngoài ra, việc sử dụng bộ G giúp dễ dàng so sánh các mẫu động cơ khác nhau.
Chuẩn hóa phép đo biên độ rung
Trong thử nghiệm động cơ rung, chúng tôi thường gắn động cơ vào một vật có trọng lượng đã biết (chẳng hạn như 100g) và đo biên độ bằng gia tốc kế. Phương pháp tiêu chuẩn hóa này cung cấp cho chúng ta kết quả không chỉ cho thấy hiệu suất của động cơ mà còn cho thấy nó hoạt động như thế nào khi được gắn vào một khối lượng cụ thể.
Chúng tôi có thể chuyển đổi dữ liệu gia tốc thành lực hoặc chuyển vị, nhưng do thiết lập thử nghiệm của chúng tôi đo trực tiếp gia tốc nên việc sử dụng “G” làm đơn vị tiêu chuẩn sẽ đơn giản và chính xác hơn.
Ba đơn vị chung để mô tả độ rung
Trong thế giới kỹ thuật của động cơ rung, có ba đơn vị chính để mô tả độ rung:
1. Gia tốc (G hoặc m/s²) – Điều này đo tốc độ của một vật thể thay đổi nhanh như thế nào, cung cấp thông tin chi tiết về tốc độ tăng hoặc giảm tốc độ của vật thể.
2. Vận tốc (mm/s hoặc in/s) – Phần này cho biết tốc độ di chuyển của một vật thể trong các chu kỳ rung.
3. Độ dịch chuyển (μm hoặc mil) – Giá trị này đo khoảng cách mà vật thể di chuyển từ vị trí bắt đầu trong mỗi chu kỳ rung.
Mỗi đơn vị trong số này phục vụ một mục đích nhưng đối với-thử nghiệm độ rung tần số cao, gia tốc (G) là hữu ích nhất. Trong các trường hợp-tần số cao, các giá trị dịch chuyển trở nên cực kỳ nhỏ, khiến khó có được số đọc chính xác trong khi gia tốc phản ánh cường độ rung một cách nhất quán.
Bản tóm tắt
Lý do chúng tôi sử dụng “G” để đo biên độ rung trong động cơ rung là vì nó hiển thị trực tiếp tác động gia tốc của động cơ, không bị ảnh hưởng bởi trọng lượng của vật thể mục tiêu hoặc tần số rung. Nó cũng làm cho quá trình thử nghiệm đơn giản hơn và cho phép dễ dàng so sánh giữa các mẫu động cơ.
Khi chúng ta nói về “G”, chúng ta không chỉ sử dụng một con số. Đó là phép đo được tiêu chuẩn hóa cho phép khách hàng hiểu rõ ràng hiệu suất rung thực tế của động cơ DC.
