خطاهای رایج در سنسورهای ارتعاشی و راهکارهای رفع آنها

مقدمه

در سیستم‌ های پایش وضعیت و تحلیل ارتعاشات، دقت داده‌ ها کاملاً به صحت عملکرد سنسور بستگی دارد. هر خطا در سنسور ارتعاشی — چه ناشی از نصب نادرست باشد، چه از شرایط محیطی یا مشکلات الکتریکی — می‌تواند منجر به ثبت داده‌ های اشتباه، هشدارهای بی‌مورد و تحلیل‌ های نادرست شود. در بسیاری از موارد، علت اصلی خطا نه در خود تجهیز صنعتی بلکه در نحوه‌ ی استفاده از سنسور ارتعاشی است. در این مقاله به بررسی رایج‌ ترین خطاها در استفاده از سنسور های ارتعاشی و راهکارهای رفع آن‌ ها می‌پردازیم تا بتوانید با اطمینان بیشتری داده‌ ها را تفسیر کنید و از تصمیمات اشتباه در نگهداری تجهیزات جلوگیری نمایید.

۱. خطاهای مکانیکی در نصب سنسور

۱-۱. نصب غیراستاندارد یا شل بودن سنسور

یکی از شایع‌ ترین خطاها، نصب سنسور بدون توجه به نوع اتصال است. اگر پایه سنسور محکم نباشد یا سطح تماس صاف نباشد، داده‌ ها نویزی و بی‌ اعتماد خواهند بود.

🔹 دلایل:

• سطح نصب زبر یا رنگ‌ شده

• استفاده از چسب یا آهن‌ ربا در محل‌ های پر ارتعاش

• گشتاور نامناسب در پیچ اتصال

🔹 راهکارها:

• استفاده از پایه فلزی تمیز و صیقلی

• اتصال رزوه‌ ای با گشتاور توصیه‌ شده توسط سازنده (مثلاً ۲ تا ۵ نیوتن‌متر)

• خودداری از نصب در نزدیکی پیچ‌ ها یا اتصالات انعطاف‌ پذیر

۱-۲. انتخاب جهت نصب اشتباه

جهت محور اندازه‌ گیری (X، Y یا Z) اگر با محور ارتعاش اصلی دستگاه هم‌ خوانی نداشته باشد، داده‌ها به‌ درستی ثبت نمی‌شوند.

🔹 اشتباه رایج: نصب سنسور در جهت عمود بر جهت ارتعاش غالب.
🔹 راهکار: قبل از نصب، از نقشه ارتعاشی تجهیز یا تجربه‌ ی قبلی برای تعیین جهت مناسب استفاده کنید.

۲. خطاهای الکتریکی و سیگنال

۲-۱. کابل‌ کشی غیراستاندارد

ارتعاشات مکانیکی یا نویز الکتریکی در مسیر کابل باعث تداخل در سیگنال می‌شود.

🔹 علائم:

• وجود نویز تصادفی در طیف (Noise Floor بالا)

• نوسان سیگنال بدون تغییر واقعی در تجهیز

🔹 راهکارها:

• استفاده از کابل‌ های شیلد دار با اتصال زمین مناسب

• دوری از کابل‌ های برق فشار قوی

• اطمینان از عدم شکستگی یا خمش شدید کابل در نزدیکی سنسور

۲-۲. خطای Ground Loop

وقتی چند مسیر زمین برای سیستم وجود دارد، جریان ناخواسته باعث اختلاف پتانسیل می‌شود و سیگنال دچار اعوجاج می‌گردد.

🔹 راهکار:

• استفاده از یک نقطه زمین مشترک برای کل سیستم

• جداسازی مسیر زمین سنسورها از زمین تغذیه

۳. خطاهای مرتبط با شرایط محیطی

۳-۱. دما و رطوبت بالا

بسیاری از سنسورها در محدوده‌ ی خاصی از دما (مثلاً -۲۰ تا +۸۰°C) کالیبره می‌شوند. در محیط‌ های گرم‌ تر یا مرطوب، خروجی سنسور دچار Drift می‌شود.

🔹 راهکارها:

• استفاده از سنسور های با رنج دمایی صنعتی یا اگزاستیک

• عایق‌ کاری محل نصب یا استفاده از محفظه ضد رطوبت

۳-۲. میدان مغناطیسی یا نویز الکترومغناطیسی (EMI)

در نزدیکی درایوها و موتورهای بزرگ، میدان‌ های مغناطیسی قوی ممکن است روی سیگنال اثر بگذارند.

🔹 راهکار:

• استفاده از کابل شیلد دار با اتصال صحیح

• فاصله‌ گذاری حداقل ۳۰ سانتی‌ متر از منابع EMI

• استفاده از فیلترهای EMI در ورودی سیستم داده‌ برداری

۴. خطاهای نرم‌ افزاری و تنظیمات سیستم

۴-۱. انتخاب حساسیت اشتباه (Sensitivity)

سنسورهای ارتعاشی معمولاً با حساسیت مشخصی (مثلاً 100 mV/g) کار می‌کنند. اگر نرم‌ افزار داده‌ برداری مقدار اشتباهی را در نظر بگیرد، تمام مقادیر ارتعاش اشتباه محاسبه می‌شوند.

🔹 راهکار:

• بررسی مقدار حساسیت واقعی سنسور از روی برچسب یا دیتاشیت

• ثبت آن مقدار دقیق در نرم‌ افزار جمع‌ آوری داده

۴-۲. فیلترگذاری نادرست

استفاده‌ی ناصحیح از High-pass یا Low-pass Filter ممکن است داده‌ های مهم را حذف یا نویز را عبور دهد.

🔹 راهکار:

• در سیستم‌ های چرخان، معمولاً High-pass حدود 10 Hz برای حذف رانش DC کافی است.

• در کاربردهای یاتاقان و تشخیص خرابی، حداکثر فرکانس (Fmax) را با سرعت ماشین هماهنگ کنید.

۵. خطاهای انسانی و عملیاتی

۵-۱. اشتباه در ثبت داده‌ ها

گاهی اپراتور در هنگام اندازه‌ گیری آفلاین، سنسور را در محل اشتباه نصب می‌کند یا ترتیب نقاط را اشتباه ثبت می‌کند.

🔹 راهکار:

• استفاده از نرم‌ افزارهای Route-based با کدگذاری QR یا NFC برای هر نقطه اندازه‌ گیری

• آموزش منظم اپراتور های مانیتورینگ

۵-۲. نادیده گرفتن کالیبراسیون دوره‌ ای

با گذشت زمان، سنسور از دقت اولیه خود خارج می‌شود و ممکن است در اندازه‌ گیری شتاب، سرعت یا جابجایی خطا ایجاد کند. این خطاهای کوچک در داده‌ها، در تحلیل‌ های بلندمدت منجر به تصمیم‌های اشتباه درباره وضعیت تجهیز می‌شوند. به همین دلیل، کالیبراسیون دوره‌ ای اهمیت بسیار بالایی دارد.

🔹 راهکار:

• انجام کالیبراسیون سالانه یا بر اساس استاندارد ISO 16063-21

• ثبت تاریخ و شماره سریال کالیبراسیون در نرم‌ افزار پایش

• استفاده از آزمایشگاه‌ های معتبر برای اطمینان از دقت سنسور

📍 آزمایشگاه کالیبراسیون شرکت بهینه‌ پردازش آرمان (ABPVibro) یکی از مراکز تخصصی در ایران برای کالیبراسیون سنسورهای ارتعاشی و تجهیزات پایش وضعیت است. این آزمایشگاه با بهره‌ گیری از تجهیزات مرجع ارتعاشی، شتاب‌ سنج‌ های مرجع کلاس یک و میز ارتعاش استاندارد، امکان کالیبراسیون سنسورهای (Accelerometer)، مبدل‌ های سرعت و سایر تجهیزات Condition Monitoring را با دقت بالا فراهم کرده است.
فرآیند کالیبراسیون در این مرکز بر اساس استانداردهای بین‌ المللی انجام می‌شود و گواهی رسمی با ردیابی به مراجع معتبر بین‌ المللی صادر می‌گردد.

به این ترتیب، کاربران اطمینان دارند که داده‌ های اندازه‌ گیری‌ شده توسط سنسورهایشان، قابل اعتماد، قابل تکرار و هم‌ راستا با استانداردهای جهانی هستند.

۶. چک‌ لیست سریع برای جلوگیری از خطاها

✅ سطح نصب صاف و تمیز باشد
✅ گشتاور اتصال سنسور بررسی شود
✅ کابل سالم و بدون شکستگی باشد
✅ تنظیمات حساسیت صحیح وارد شود
✅ مسیر زمین فقط یک نقطه باشد
✅ سنسور کالیبره و تاریخ‌ دار باشد

جمع‌ بندی

سنسور ارتعاشی هرچند ابزار کوچکی است، اما نقش بزرگی در تصمیم‌گیری‌ های نگهداری و پایش وضعیت دارد.
بیشتر خطاهای ارتعاشی نه از تجهیزات، بلکه از خطاهای نصب، سیم‌کشی یا تنظیمات ناشی می‌شوند.
با رعایت اصول ساده‌ ای مثل نصب صحیح، زمین‌کردن استاندارد و کالیبراسیون منظم، می‌توان دقت داده‌ها را تا چندین برابر افزایش داد و از تحلیل‌های اشتباه جلوگیری کرد.