Pruebas de vibración

Las pruebas de vibración son usadas para replicar ambientes reales en un laboratorio, con el fin de verificar la robustez, calidad y confiabilidad de los productos.

Shakers o excitadores

En la práctica, el objeto bajo prueba se coloca con la ayuda de soportes a una mesa vibratoria o excitador (shaker). Los Shakers normalmente utilizan una fuerza electrodinámica o hidráulica. Los Shakers electrodinámicos son ideales para altas frecuencias y cuando se requiere una mayor fidelidad de la prueba. Por otra parte; los Shakers hidráulicos son utilizados para pruebas de muy baja frecuencia debido a los grandes desplazamientos implicados en la prueba o cuando se requieren altas capacidades de carga. Sin embargo, estos Shakers no son lineales, lo que provoca distorsiones que disminuyen la fidelidad de la prueba.

Básicamente; un Shaker electrodinámico es como un altavoz, ambos usan una bobina que se mueve en un campo magnético fijo, pueden usarse imanes permanentes o electroimanes para generarlo.

Los Shakers hidráulicos usan una servoválvula para controlar la presión ejercida en la columna de aceite que impulsa al pistón para que éste produzca movimiento.

 

Controladores de vibración

Es necesario contar con un controlador o con un sistema de control de vibración; para brindar una señal que el amplificador usará para mover la mesa del Shaker. También se necesita un sensor para medir la respuesta de la vibración del objeto bajo prueba. Normalmente, se usan acelerómetros como controladores de señal del sensor; en algunos casos también se usan sensores de fuerza y desplazamiento.

 

Acelerómetros

Existen acelerómetros de tipo “integrado” y de “carga”. Los acelerómetros integrados poseen un amplificador interno y requieren una fuente de corriente. La mayoría de los controladores de Shaker modernos poseen circuitos para proporcionar corriente a los acelerómetros integrados. Los acelerómetros tipo carga necesitan un convertidor de carga externo como fuente de poder. Para estructuras complejas o con dinámicas pronunciadas se deben usar múltiples acelerómetros para producir una señal de control compuesta.

Las características de respuesta del amplificador y del Shaker, así como las resonancias mecánicas asociadas con el objeto bajo prueba provocan una curva de respuesta poco uniforme para el sistema general de prueba. Si se usa un tono puro para excitar el sistema de prueba la respuesta variará en gran medida en base a la frecuencia usada. El trabajo del controlador es compensar el comportamiento no uniforme del Shaker y del objeto de prueba usando una técnica conocida como “ecualización de la función de transferencia”.

Brüel & Kjaer tiene una amplia variedad de shakers electrodinámicos diseñados para las pruebas de vibración en dispositivos de cualquier tamaño, desde un semiconductor hasta un sistema de satélite completo.

El controlador de vibraciones o Shaker simula el ambiente del mundo real en el cual operará el artículo bajo prueba. Usualmente se usan dos tipos de pruebas: aleatorias y de impacto.

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