Виброметр

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение частотного диапазона измерений и Линеаризацию выходной характеристики виброметра. Он содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, разме-, щенный в нем электроизоляционный каркас 2 с осевым каналом, в котором с возможностью перемещения установлен инерцион; ./ ный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита 5. На внешней стороне каркаса 2 размещены измерительная 3 и демпфирующая 4 двух-, секционные дифференциальные обмотки. Измерительная обмотка 3 соединена через усилитель 8 с измерительным прибором 9, а демпфирующая обмотка 4 замкнута на регулируемый резистор 7. Между корпусом 1 и каркасом 2 размещен ферромагнитный цилиндрический элемент 6, длина которого превышает длину взаимодействующего с ним магнита 5 на величину одного-двух зазоров между ними. Магнит с цилиндрическим элементом 6 обеспечивают магнитный подвес с линейной характеристикой. При закреплении виброметра на вибрирующем объекте происходит относительное перемещение магнита 5 и обмоток 3 и 4, в которых наводятся ЭДС с частотой и амплитудой, пропорциональными частоте и амплитуде вибраций. 1 ил. (Л С XI О СА СО СЯ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s))s G 01 Н 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБР ЕТЕ Н И ЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4692361/28 (22) 22.05.89 (46).29.02.92. Бюл. М 8 (71) Производственное объединение "Завод им.Я.M. Свердлова" (72) В.Н.Соколов и В.Н.Купоросов (53) 531.717(088.8} (56) Заявка ФРГ N 2439072,, кл. G 01 Н 1/00, 1976

Авторское свидетельство. СССР

|ч| 1302147, G 01 Н 11/02, 1987.. (54) ВИБРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение частотного диапазона измерений и линеаризацию выходной характеристики виброметра. Он содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, размещенный в нем электроиэоляционный каркас 2 с осевым каналом, в котором с возможностью перемещения установлен инерцион1

„., SU ÄÄ 1716335 Al ный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита 5. На внешней стороне каркаса 2 размещены измерительная 3 и демпфирующая 4 двух-. секционные дифференциальные обмотки;

Измерительная обмотка 3 соединена через усилитель 8 с измерительным прибором 9, а демпфирующая обмотка 4 замкнута на регулируемый резистор 7. Между корпусом 1 и каркасом 2 размещен ферромагнитный цилиндрический элемент 6, длина которого превышает длину взаимодействующего с ним магнита 5 на величину одного-двух зазоров между ними. Магнит с цилиндрическим элементом 6 обеспечивают магнитный подвес с линейной характеристикой. При закреплении виброметра на вибрирующем обьекте происходит относительное перемещение магнита 5 и обмоток 3 и 4, в которых наводятся ЗДС с частотой и амплитудой, пропорциональными частоте и амплитуде вибраций. 1 ил.

1716335

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вибраций и сотрясений, например, возникающих при эксплуатации машин и агрегатов.

Известен индуктивный датчик вибраций, у которого подвижный постоянный магнит, находящийся в направляющей втулке, подвешен на двух пружинах, а измерительная обмотка намотана на. направляющей втулке, . Недостатком этого датчика является его пониженная чувствительность, вызванная трением в направляющей втулке под влиянием крутящего момента, вызванного воздействием обеих пружин на подвижный магнит, который прижимает этот магнит к стенкам втулки. Кроме того, масса и собственная частота колебаний пружин ограничивают возможность использования такого датчика довольно узким диапазоном частоты вибраций, а производство пружин с точной характеристикой и габаритами очень сложно и дорого.

Наиболее близким к данному виброметру является индуктивный датчик вибраций, содержащий корпус из немагнитного материала, размещенные в корпусе электроизоляционный каркас с осевым каналом, установленную на каркасе дифференциальную двухсекционную измерительную обмотку и инерционный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения в осевом канале каркаса, Недостаток этого индуктивного датчика вибраций — нелинейная зависимость коэффициента жесткости магнитной подвески, обусловленная нелинейной зависимостью усилия взаимодействия полюсов постоянных магнитов от расстояния между ними.

Нелинейность характеристики магнитной подвески обуславливает нелинейную зависимость выходной характеристики датчика и повышает резонансную частоту. Это снижает точность измерения. Кроме того, в рассмотренном датчике вибраций отсутст- вует регулировка коэффициента демпфирования, что уменьшает диапазон измерения.

Наличие дополнительных двух постоянных магнитов магнитной подвески повышает сложность конструкции и стоимость датчика.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерений и повышение точности за счет линеаризации выходной характеристики виброметра.

Поставленная цель достигается тем, что виброметр, содержащий корпус из немагнале каркаса, снабжен размещенной на

10 изоляционном каркасе дифференциальной двухсекционной демпфирующей обмоткой, 20

35

55 нитного материала, размещенные в корпусе электроизоляционный каркас с осевым каналом, установленную на каркасе дифференциальную двухсекционную измерительную обмотку и инерционный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения в осевом каподключенным к ее выводам регулировочным резистором и размещенными между корпусом и каркасом цилиндрическим ферромагнитным элементом, длина которого превышает длину инерционного элемента на величину 1-2 зазоров между ними, На чертеже изображена схема предлагаемого виброметра, Виброметр содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, в котором размещен электроизоляционный каркас 2 с осевым каналом и двумя кольцевыми выточками на внешней поверхности.

В кольцевых выточках каркаса 2 размещены измерительная и демпфирующая обмотки 3 и 4, каждая из которых состоит из двух встречно включенных секций. В осевом канале каркаса 2 размещен с возможностью перемещения вдоль оси канала инерционный элемент 5, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита. Между корпусом 1 и каркасом 2 размещен полый цилиндрический элемент 6, выполненный из магнитомягкого материала, например электротехнической стали, длина которого превышает длину инерционного элемента 5 на величину 1-2 радиальных зазоров между ними.

Расстояние между средними линиями секций обмоток 3 и 4 равно межполюсному расстоянию постоянного магнита. Выводы демфпирующей обмотки 4 подключены к регулировочному резистору 7. Выводы измерительной обмотки 3 через усилитель 8 подключены к измерительному прибору 9.

Виброметр работает следующим образом, Инерционный элемент 5 (постоянный магнит) с цилиндрическим элементом 6 образуют магнитный подвес (магнитную пружину) с линейной зависимостью усилия от величины и направления перемещения постоянного магнита от линии симметрии, т.е. линии "магнитного- нуля".

В состоянии покоя за счет силового воздействия магнитного подвеса инерционный элемент 5 находится в положении, близком к линии "электрического нуля".

1716335

Составитель В,Соколов

Техред- М.Моргентал

Редактор А.Миковская

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

При воздействии вибрации на, виброметр инерционный элемент 5 перемещается по отношению к обмоткам 3, 4 и цилиндрическому элементу 6. Относительное перемещение инерционного элемента 5 зависит от амплитуды вибрации, коэффициента жесткости магнитного подвеса и коэффициента демпфирования. При движении постоянного магнита в обмотках 3 и 4 индуцируется ЭДС, пропорциональная амплитуде вибраций. Выходной сигнал обмотки 3 усиливается усилителем 8 и измеряется измерительным прибором 9, в качестве которога может быть применен, например, шлейфовый осциллограф. Под воздействием ЭДС, наведенной в обмотке-4, по цепи, состоящей из обмотки 4 и соединенного с ней резистора 7, протекает электрйческий ток, величина которого пропорциональна произведению скорости относительного перемещения инерционного элемента 5 на величину его перемещения относительно линии симметрии, являющейся линией

"магнитного нуля". Этот ток наводит магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита и создает демпфирующее усилие, воздействующее на инерционный элемент 5. Изменение коэффициента демпфирования осуществляется . регулировкой сопротивления резистора 7.

Регулировка коэффициента демпфирования расширяет частотный диапазон измерения параметров вибраций. Применение магнитного подвеса с линейной зависиМостью силового воздействия от величины перемещения инерционного элемента 5 обеспечивает линейную зависимость выходной i частотной характеристики вибро1метра. Цилиндрический элемент 6 является магнитопроводом, что позволяет умень5 шить немагнитный зазор магнитной цепи постоянного магнита. Это дополнительно увеличивает чувствительность виброметра. . Кроме того, цилиндрический элемент 6 является магнитным экраном и способствует

10 устранению возмущений и помех от влияния внешних магнитных полей.

Формула изобретения

Виброметр, содержащий размещенные

15 в корпусе из немагнитного материала, электроизоляционный каркас с осевым каналбм, установленную на каркасе дифференциальную двухсекционную измерительную обмотку и инерционный элемент, 20 выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с воз- можностью перемещения в осевом канале каркаса, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона

25 измерений и повышения точности путем линеаризации выходной характеристики, он снабжен размещенной на том же каркасе дифференциальной двухсекционной демпфирующей обмоткой, подключенным к ее

30 выводам регулировочным резистором и размещенным между корпусом и каркасом цилиндрическим ферромагнитным элементом, длина которого превышает длину инерционного элемента на величину 1-2 зазоров меж35 ду ними.