Способ калибровки измерительного вибратора

 

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ВИБРАТОРА г включающий измерение напряжения возбуждения вибратора , напряжения на выходе вибромет-. ра и определение коэффициента преобразования вибратора, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений вибратора в сторону малых величин вибропараметра дополнительно измеряют на участке диапазона, в котором вибропараметр неизвестен, напряжение возбуждения вибратора и соответствующее ему напряжение на выходе виброметра, определяют диапазон, в котором коэффициент преобразования вибратора сохраняет свое значение, из соотношения. I 9W вы luw,Jrueo,i.Q.g Ue МУ Uaoje коэффициент нелинейгде ности амплитудной характеристики системы ;вйбратор-виброметр в 1 -иточке исследуемого диапазона; i 1,2,3.;. - точки исследуемого fUeb,x диапазона; г..-отношение напряже ОЛ5/ L U|l/b4(l /. ния на выходе виброметра к напряжению возбуждения вибратора в i-й точке исследуемого диапазона; отношение напряже eoJS ния на выходе вибро (Л метра к напряжению возбуждения вибратора в известном диапазоне; Вл,относительная погрешность измерения коэффициента нелинейности амплитудо ной характеристики ЭО в -и точке исследуемого диапазона, а погрешность коэффициента преобразо:л вания вибратора в диапазоне, где он сохраняет свое значение, определяют ND путем суммирования погрешностей коэффициента преобразования в известном диапазоне с погрешностями измерения нелинейности амплитудной характеристики.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (111

3(р 0 01 Р 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

° °

° а

"вых (Вакх воешь (взв,о е/,3 вых (60 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3224722/18-10 (22) 25.12.80 (46) 30.04.84 Бюл. в 16 (72) Л.A.Áàæåíîâ, A.Н.Слепанев и Т.А.Соловьева (53) 531.768(088.8) (56) 1. Приборы и системы для измере ния вибрации, шума и удара. М

"Машиностроение", 1978, с. 390 (кн. ф с. 387 (кн.2).

2. Иориш Ю.И. Виброметрия. M., Машгиз, 1963, с. 650 (прототип), (54)(57) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ВИБРАТОРА, включающий измерение напряжения возбуждения вибратора, напряжения на выходе вибромет-. ра и определение коэффициента преобразования вибратора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений вибратора в сторону малых величин вибропараметра дополнительно измеряют на участке диапазона, в котором вибропараметр неизвестен, напряжение возбуждения вибратора и соответствующее ему напряжение на выходе виброметра, определяют диапазон, в котором коэффициент Преобразования вибратора сохраняет свое значение, иэ соотношения. где b,1 коэффициент нелиней. ности амплитудной характеристики системы вибратор-виброметр в 1 -й точке исследуемого диапазона;

i =1,2,3... — точки исследуемого диапазона; вь», — отношение напряже"юзь ния на выходе виброметра к напряжению возбуждения вибратора в i-й точке исследуемого диапазоц на; Р— — отношение напряже- S ЕО1В НИЯ На вЫХОде внброметра к напряжению возбуждения вибратора в известном диапазоне; д — относительная пог4 решность измерения коэффициента нелинейности амплитудной характеристики в < -й точке исследуемого диапазона, а погрешность коэффициента преобразо. вания вибратора в диапазоне, где он сохраняет свое значение, определяют путем суммирования погрешностей коэффициента преобразования в известном диапазоне с погрешностями "измерения нелинейности амплитудной характеристики.

1089521

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно, к измерению параметров виброустройств..:

Способ может быть использован для калибровки нибраторов, предназначенных для контроля низкочастотных вибраустройств, например сейсмодатчиков, при малых уровнях вибрации, соответ-аа ствующих виброперемещениям . до 10 м.

Достижения электроники позволяют испольэовать ниброустройства, в част- 10 ности сейсмодатчики, для регистрации малых уровней вибраций, на несколько порядков меньших, чем это предусмотрено техническими условиями на виброустройства. Однако количественно оце-15 нить величину зарегистрированных вибропараметров практически нечем.

В технике известны способы калибровки измерителЬных виброустройств как путем сопоставления их характе- 20 ристик с характеристиками эталонных виброметров, так и путем непосредственного измерения параметров вибрации (1j .

Однако эти способы не позволяют измерить параметры нибрации, соответ. ствующие виброперемещениям менее

10 м в диапазоне частот 20-200 Гц. наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий измерение напряжения,возбуждения вибратора, напряжения на выходе виброметра и определение коэффициента преобразования нибратора.

По этому способу в тех случаях, когда есть уверенность в линейности амплитудной характеристики Виброметра, экстраполируют коэффициент преобразования вибратора, полученный на низких частотах, на область высо- 40 ких частот, где амплитуда виброперемещения мала (2) .

Этот способ не позволяет производить экстраполяцию коэффициента преобразования на диапазон, где линей- 45 ность амплитудной характеристики виброметра неизвестна. Кроме того, он не дает данных для определения погрешности коэффициента преобразования на участке его экстраполяции. 50

Цель изобретения — расширение диапазона"измерений вибратора в сторону малых величин вибропараметра (например, лежащих в диапазоне виброперемещений от 10 до 10 8 м) с одновре55 менным определением погрешности коэффициента преобразования вибратора.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют напряжение возбуждения вибратора, напряжение на выходе виб.;рометра и определяют коэффициент пре-60 образования вибратора, затем дополнительно измеряйт на участке диапазона, в котором вибропараметр неизвестен, напряжение возбуждения вибратора и соответствующее ему напряжение на 5 выходе виброметра, определяют Wana. зон, в котором коэффициент преобразования вибратора сохраняет свое значение, из соотношения

Ь . -" нвых цвы» зв/» Оводов

1оОЪ в Яд;.

"вы»

11воъь где

Ь; коэффициент нелинейности амплитудной характеристики, системы вибраторвиброметр в i-й точке исследуемого диапазона;

i-=1,2,З... - точки исследуемого диапазона; вы» 1 †) — отношение напряжения на выходе виб- рометра к напряжению возбуждения вибратора в -й точке исследуемого вы диапазона; вьа — — отношение напряже"возЬ ния на выходе ниброметра к напряжению возбуждения нибратора в известном диапазоне;

3д — относительная по1 грешность измерения коэффициента нелинейности амплитудной характеристики

s i-й точке исследуемого диапазона; а погрешность коэффициента преобразования вибратора в диапазоне, где он сохраняет свое значение, определяют путем суммирования погрешностей коэффициента преобразования в известном диапазоне с погрешностями измерения нелинейности амплитудной харак- ! теристики.

В основу предложенного способа положено использование электродинамического вибратора и установленного на его подвижной системе электродинамического виброметра. В системе вибратор-виброметр имеет место следующее соотношение 4ых

К =К К =8 ) воза где К вЂ” коэффициент преобразова3 ния напряжения возбуждения вибратора в напряжение на выходе вибромет0 ра;

К;-„ — — коэффициент преобразонавозо ния напряжения возбуждения вибратора в виброскорость подвижной системы;

К= - коэффициент преобразонаг ния виброскорости в на1089521

Составитель Н.Мараховская

Редактор Т.Портная Техред М.Тепер

Корректор A.Çèìîêoñoâ

Заказ 2927/43 . Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул.Проектная, 4 пряжение на выходе вибро метра;

V — виброскорость полвижной

1 системы.

Постоянство коэффициентов К и К2 может быть подтверждено прямымй изме- 5 рениями лишь в известном диапазоне виброскоростей ° Постоянство коэффициента К может быть подтверждено как в известном диапазоне виброскоростей так и эа его пределами. 10

Определение коэффициента преобразования вибратора К . в исследуемом диапазоне производят путем подтверждения его неизменности относительно коэффициента К< известного диапазо- 15 на. Для этой цели используют вспомогательный коэффициент К>. Если отклонение К> в исследуемом диапазоне от его значения в известном диапазоне не превышает погрешностей иэмере- 20 ния, то делают заключение о„том, что коэффициент К также остается неизменным, т.е. из результата K>=const следует вывод: К =сопяt.

Калибровку вибратора производят для фиксированной массы подвижной системы вибратора на нескольких фиксированных частотах. Все последующие измерения производят только на часто. тах калибровки при неизменной массе подвижной системы вибратора.

Пример. (Калибровка вибратора)..В качестве измерительного вибратора используют электродинамический возбудитель колебаний, в качестве виброметра — электродинамический сейсмодатчик СВ-30 с коэффициентом преобразования К =12,2 В м с. Иэме-1 рения проводят в акустически заглушенном объеме, защищенном от воздействия промышленных вибропомех. Для .40 возбуждения вибратора используют генератор ГЗ-56. Выходное напряжение виброметра усиливалось предваритель-, ным усилителем, фильтровалось узкополосным фильтром с полосой пропуска-. иия 2,5 Гц и контролировалось осциллографом С1-68. Снятие зависимости выходного напряжения виброметра от напряжения возбуждения вибратора и определение коэффициента преобразования К производят на частоте

75 Гц в диапазоне виброперемещений

10 - 10 м .(100 дБ) с шагом 10 дБ.

При измерениях не обнаружено ни одного отклонения амплитудной характеристики от линейной зависимости. Коэф,фициент преобразования напряжения возбуждения вибратора в виброскорость при ма се виброметра 140 r К =

-1 1,1 10 м.с В . Для подтверждения полученного результата проводят дополнительные измерения.

В качестве виброметров используют сейсмодатчики СВ-30 в количестве

30 шт., сейсмодатчики CB-10 в количестве 5 шт. Й один пьезоэлектрический акселерометр 1ПА-9. Измерения проводят в тех же условиях, за исключением акселерометра, у которого иэза наводок и шумов измерения ограничиваются диапазоном 10 э — 10 м ,(80 дБ). При дополнительных измере1ниях также не обнаружено ни одного отклонения амплитудной характеристики от линейной зависимости.

Использование предложенного способа позволяет производить калибровку измерительнЫх вибраторов в диапазоне виброперемещений 10 - 10 м, используя при этом эталсжные виброметры с более узким нормированным диапазоном.

Измерительные вибраторы, откалиброванные по предложенному способу, могут. быть использованы для контроля коэффициентов преобразования различных виброустройств, в частности сейсмодатчиков, работающих при малых уровнях вибрации.