Ультразвуковой виброметр

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения амплитуды механических колебаний объекта, и может быть использовано для измерения относительных вибропере 1ещений металлических или металлизированных поверхностей .различных объектов, например ультразвуковых преобразователей. Целью изобретения является повышение точности измерений путем калибровки устройства в процессе измерения. Указанная цель достигается введением конденсатора, коммутатора и амплитудного детектора. Сигнал с автогенератора , в состав которого входят параметрический датчик смещений и конденсатор, подается на усилительдискриминатор, а затем - на частотный детектор. Коммутатор периодически шунтирует конденсатс р, что вызывает модуляцию сигнала-на вьгходе частотного детектора. На выходе первого амплитудного детектора сигнал пропорционален измеряемому колебанию, а на выходе второго амплитудного детектора - .величине эквивалентного изменения зазора, определяемой емкостью конденсатора. 1 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) ((1) (58 4 G 0l Н ll 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3759854/24-28 (22) 26.06.84 (46) 07.10.88. Бюл. У 37 (71) Минский радиотехнический институт (72) М. Д. Тявловскии, В. А. Колтович, С.П.Кундас и Г.В.Сятковский (53) 534. 08 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(134036, кл. G 01 Н 11/00, 1960.

Авторское свидетельство СССР

И 823894, кл. G 01 Н 11/00, 1981. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИБРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения амплитуды механических колебаний объекта, и может быть использовано для измерения отно. сительных виброперемещений металлических или металлизированных поверхностей.различных объектов, например ультразвуковых преобразователей.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем калибровки устройства в процессе измерения.

Указанная цель достигается введением конденсатора, коммутатора и амплитуд.ного детектора. Сигнал с автогенератора, в состав которого входят параметрический датчик смещений и конденсатор, подается на усилитель" дискриминатор, а затем — на частотный детектор. Коммутатор периодически шунтирует конденсатбр, что вызывает модуляцию сигнала на выходе частотного детектора. На выходе первого амплитудного детектора сигнал про порционален измеряемому колебанию, а на выходе второго амплитудного детектора — величине эквивалентного изменения зазора, определяемой емкостью конденсатора. 1 ил.

1428939

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройс тв ам для изме ре ния амплитуды мех анических колебаний объекта, и может быть использовано для измерения относительных виброперемещений,металлических или металлизированных поверхностей различных объектов, например ультразвуковых преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена структур:ная схема ультразвукового виброметра. 15

Ультразвуковой виброметр содержит

: последовательно включенные автогенеt

: :ратор 1, усилитель-дискриминатор 2, частотный детектор 3, фильтр 4 высоких частот, первый амплитудный де- 20 тектор 5, фильтр 6 низких частот, ;вход которого соединен с выходом

:частотного детектора 3, второй амплитудный детектор 7, вход которого

:соединен с выходом фильтра 6 низких 25 частот, делитель 8, входы которого подключены к выходу первого детектора 5, и выходу второго детектора 7, индикатор 9, подключенный к выходу делителя 8, конденсатор 10 подклю- 30 ченный к автогенератору 1 последова- тельно с параметрическим датчиком

ll смещений емкостного типа и коммутатор 12, подключенный параллельно конденсатору !О.

Датчик 11 смещений представляет собой металлическую пластину, установленчую на некотором расстоянии от колеблющейся певерхности. Коммутатор 12 периодически (с низкой час- 4 татой) замыкает контакты конденсатора 10. В результате этого датчик периодически оказывается подключенным либо непосредственно к контуру автогенератора, либо через конденсатор 10.

Ультразвуковой виброметр работает следующим образом.

В соответствии с изменением зазора между датчиком !1 и колеблющейся

50 поверхностью изменяется емкость датчиКа, что приводит к изменению мгновенного значения частоты сигнала автогенератора 1, так как емкость датчика 11 входит в состав колебательного контура автогенератора.

Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 поступает на вход усилителя-дискриминатора 2, в котором происходит его усиление и устранение сопутствующей амплитудной модуляции. С выхода усилителя-дискриминатора сигнал поступает на вход частотного детектора 3, где происходит его детектирование. Таким образом, изменение емкости датчика 11 преобразуется в электрический сигнал.

Включение конденсатора емкостью С последовательно с датчиком эквивалентно увеличению зазора между пластиной датчика и поверхностью объекта на величину $ d, которая равна

М EE

С

Как видно из формулы, величина эквивалентного изменения зазора не зависит ни от величины зазора между датчиком и поверхностью объекта, ни от чувствительности схемы, а определяется только площадью S рабочей поверхности датчика, емкостью конденсатора С и относительной диэлектрической проницаемостью среды С . Так как все эти величины не изменяются в процессе измерения, то величина эквивалентного изменения зазора использована в качестве эталона для измерения амплитуды ультразвуковых колебаний.

При работе коммутатора на выходе частотного детектора присутствуют два сигнала: переменное напряжение ультразвуковой частоты, амплитуда которого пропорциональна амплитуде ультразвуковых колебаний объекта, и прямоугольные импульсы, амплитуда которых пропорциональна величине. эквивалентного изменения зазора hd

Ультразвуковой .сигнал выделяется фильтром 4 высоких частот и детектируется первым амплитудным детектором

5. Низкочастотные прямоугольные импульсы выделяются фильтром 6 низких частот и детектируются вторым амплитудным детектором 7. С выхода первого амплитудного детектдра 5 напряжение, пропорциональное амплитуде ультразвуковых колебаний, подается на первый вход делителя 8. С выхода второго амплитудного детектора 7 напряжение, пропорциональное величине эквивалентного изменения зазора д Й, подается на второй вход делителя.

Таким образом, выходное напряжение делителя, которое подается на индикатор 9, является результатом сравнеформула изобретения

Составитель A.Êóëèêoâ

Редактор А.Шандор Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 5114/37 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород., ул, Проектная, з 14289 ния измеряемой амплитуды с эталоном и не зависит нн от величины зазора между датчиком и объектом, ни от чувствительности частотного детекто5 ра и всей предшествующей схемы.

Ультразвуковой виброметр, содержа- (и щий последовательно соединенные автогенератор, усилитель-дискриминатор, частотный детектор, фильтр высоких частот, первый амплитудный детектор, делитель, первый вход которого соеди- 15 нен с выходом первого амплитудного детектора, и индикатор, а также фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом частотного детектора, и параметрический датчик смещений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен конденсатором, включенным между параметрическим дат— .чиком смещений емкостчого типа и автогенератором, коммутатором, подключенным параллельно конденсатору, и вторым амплитудным детектором, вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, а выход — с вторым входоя делителя.