Способ определения амплитуды механических колебаний

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических колебаний . Целью изобретения является повышение точности определения амплитуды механических колебаний путем увеличения отношения сигнал/шум и расширение класса применяемых датчиков. Для реализации способа бесконтактный датчик скорости устанавливают параллельно вибрирующей поверхности объекта последовательно в двух точках на нормали к его поверхности, расстояние между которыми равно Ах. В каждой точке расположения датчика измеряют сигнал, пропорциональный виброскорости объекта, регистрируют оба сигнала и фиксируют моменты достижения сигналами экс Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических колебаний . Цель, изобретения - повышение точности определения амплитуды механических колебаний путем увеличения отношения тремальных значений. Далее принимают любой экстремум обоих сигналов за первый и измеряют интервалы времени Ati между моментами первого и п-го экстремумов каждого сигнала (n-четное, п Ј4), а для сигнала, соответствующего ближней от поверхности объекта точке расположения датчика, измеряют также интервал времени A t между моментами первого и (п+1)-го экстремумов и определяют амплитуду х0| механических колебаний по формуле х0 А х/(С2 - Ci), где индекс I 1 относится к ближней точке, а i 2 - к дальней). С целью расширения класса применяемых датчиков измерение сигнала, пропорционального виброскорости объекта, осуществляют с помощью бесконтактного датчика перемещения, функция преобразования которого имеет вид f (х) H/(A+x)k, где H.A.k - константы преобразования; х - расстояние между датчиком и объектом, производят дифференцирование по времени выходного сигнала датчика и выполняют аналогичные операции , как и в случае использования датчика скорости. Затем определяют амплитуду колебаний по формуле х0 - Ci). 1з,п. ф-лы, 1 ил. сигнал/шум и расширение класса применяемых датчиков. На чертеже изображена схема реализации выходного сигнала датчика скорости. Способ реализуют следующим образом. С помощью бесконтактного датчика скорости, расположенного параллельно вибрирующей поверхности объекта, измеЁ О 00 О ч ON Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 G 01 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4487150/28 (22) 26.09.88 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Каунасский политехнический институт им.А. Снечкуса (72) А.В.Мазурас и К.M.Ðàãóëüñêèñ (53) 531,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1430762, кл. G 01 Н 9/00, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДы МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических .колебаний. Целью изобретения является повышение точности определения амплитуды механических колебаний путем увеличения отношения сигнал/шум и расширение класса применяемых датчиков. Для реализации способа бесконтактный датчик скорости устанавливают параллельно вибрирующей поверхности объекта последовательно в двухточках на нормали к его поверхности, расстояние между которыми равно Л х. В каждой точке расположения датчика измеряют сигнал, пропорциональный виброскорости объекта, регистрируют оба сигнала и фиксируют моменты достижения сигналами эксИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических колебаний.

Цель Изобретения — повышение точности определения амплитуды механических колебаний путем увеличения отношения, Ж» 1689762 А1 тремальных значений. Далее принимают любой экстремум обоих сигналов за первый и измеряют интервалы времени Л ti между моментами первого и и-го экстремумов каждого сигнала (n-четное, n > 4), а для сигнала, соответствующего ближней от поверхности объекта точке расположения датчика, измеряют также интервал времени Л t между моментами первого и (и+1)-го экстремумов и определяют амплитуду хс (механических колебаний по формуле х0 = Л х/(Ср — С1), где индекс I = 1 относится к ближней точке, а

i = 2 — к дальней). С целью расширения класса применяемых датчиков измерение сигнала, пропорционального виброскорости объекта, осуществляют с помощью бес- Я контактного датчика перемещения, функция преобразования которого имеет вид f (х) = Н/(А+х), где Н,А,k — константы С преобразования; х — расстояние между датчиком и объектом, производят дифференцирование по времени выходного сигнала датчика и выполняют аналогичные операции, как и в случае использования датчика скорости. Затем определяют амплитуду ко- О лебаний по формуле х0= Л x/Сг — С1). 1з.п. QO ф-лы, 1 ил. 0

I сигнал/шум и расширение класса применяемых датчиков.

На чертеже изображена схема реализации выходного сигнала датчика скорости.

Способ реализуют следующим образом, С помощью бесконтактного датчика скорости, расположенного параллельно вибрирующей поверхности объекта, измеряют сигнал, пропорциональный виброскорости объекта, в двух точках на нормали к

его поверхности, расстояние между которыми известно и равно Лх. В каждом местоположении датчика регистрируют сигнал в 5 измерительной цепи и фиксируют моменты достижения сиГHBJIBMN экстремальных значений.

Условно принимают любой экстремум обоих сигналов за первый и измеряют ин- 10 тервалы времени Лт! между моментами перного и и-ro экстремумов каждого сигнала (и-четное число, n 4). Для сигнала, соответствующего ближней от поверхности объекта точке расположения датчика, измеряют гак- 15 же интервал времени Ьт между моментами

nepaoro и (n+1) го экстремумОЭ. Затем определяют амплитуду хо механических колебаний объекта по формуле

xî =- Л х/(С2 — С1), (1)

pnme (Ari

21

Индекс i-1 относится к ближней точке размещения датчика, !:=2 — к дальней точке.

В случае применения любого бесконтактного датчика перемещения с выходной характеристикой f (х) == Н (А+ х), ЗО где Н,А,k — константы преобразования, х- расстояние между датчиком и объектом, производят дифференцирование по времени выходного сигнала датчика и выполняют аналогичные операции, как и в слу- Зб чае использования датчика скорости, Амплитуду колебаний опоеделяют по формуле (1), где коэффициенты Cl вычисляются следующим образом:

k + 1 — k cos — -. - — — 1

Затем с помощью микрометра увеличивают расстояние датчика от объекта (Л х=2мм), регистрируют ток в измерительной цепи датчика, установленного в этой точке, и измеряют интервал времени Лт2. Затем вычисляют значения коэффициентов С! и определяют по формуле (1) амплитуду механических колебаний.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения амплитуды механических колебаний по сравнению с известным примерно на 40%.

Формула изобретения

1,Способ определения амплитуды механических колебаний объекта, заключающийся в том, что с помощью бесконтактного датчика скорости, расположенного параллельно объекту, измеряют сигнал, пропорциональный виброскорости объекта, в двух точках на нормали к его поверхности, расстояние между которыми равно Л х, регистрируют оба сигнала, фиксируют моменты достижения сигналами экстремальных значений и определяют амплитуду колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения амплитуды механических колебаний путем увеличения отношения сигнал/шум, принимают любой экстремум обоих сигналов за первый и измеряют интервалы времени Л tl между моментами первого и и-ro эстремумов каждого сигнала (n-четное, и > 4), а для сигнала, соответствующего ближней от поверхности объекта точке расположения датчика, измеряют также интервалы времени Л T между моментами первого и (и+1)-го экстремумов и определяют амплитуду хо механических колебаний по формуле хо= Ax/(С2 С1), Р)

Указанную выхОдную характеристику имеют многие бесконтакт ные датчики перемещения, например емкостные, индуктивные, электронные и др.

Пример . Для измерения механиче- 50

cl(Hx кОлебаний используют бесконтактный датчик скорости электронного типа (электрофторопластовыЙ). Сначалэ размещают датчик в ближней точке от вибрирующей поверхности объекта на расстоянии 10мкм. 55

Регистрируют ток в измерительной цепи датчика. Выбирают число п равным п=1000.

Измеряют интервалы времени Л ц и Л T. гДЕ Cl— где 1=1 относится к ближней точке;

1=2 — к дальней точке.

2. Способ по и 1, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения класса применяемых датчиков, измерение сигнала, пропорционального виброскорости объекта, Осуществляют с помощью бесконтактного датчика перемещения, функция преобразования которого имеет вид f (х) - Н/(А + х), где Н,A,k — константы преобразования, х— расстояние между датчиком и обьектом, с последующим дифференцированием вы

1689762

I ходного сигнала датчика по времени, а амплитуду колебаний определяют по формуле хо =Ах/(С2 С1) k+1 — k cos — — 1 где Ci—

Составитель Е.Хомяков

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор А.Козориз

Заказ 3805 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101