Устройство для измерения вибрации

 

Изобретение относится к области виброметрии. Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения возможности определения чувствительности измерительных пластин. В устройстве для измерения вибрации рабочую пьезокерамическую пластину размещают между измерительными пластинами и электрически изолируют от них. При поверке чувствительности пьезокерамические пластины через коммутатор подключают к генератору и измерительному блоку, по показаниям которого рассчитывают чувствительность и учитывают ее при измерении вибрации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 Н 11/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4918763/28 (22) 13.03.91 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (72) В.В.Емельянов и В.П.Щеголихин (56) Колесников А.Е. Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983, с. 95-96.

Патент США М 4620446, кл. G 01 Н 1/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБ. РАЦИИ (57) Изобретение относится к области виброметрии. Целью изобретения является поИзобретение относится к области виброметрии и может -быть использовано для измерения вибрации в составе стационарных виброизмерительных систем.

Целью изобретения является обеспечение возможности определения чувствительности измерительных пьезокерамических пластин непосредственно при контроле.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для измерения вибрации; на фиг.2 — то же, электрическая схема.

Устройство для измерения вибрации содержит корпус 1, размещенные в нем две измерительные пьезокерамические пластины 2 и 3 с тремя электродами, рабочую пьезокерамическую пластину 4 с электродом, изоляторы 5 и 6, инерционную массу 7, пружину 8, генератор 9 электрических сигналов, измерительный блок 10, коммутатор 11, Рабочая пьезокерамическая пластина 4 размещена между измерительными и электрически изолирована от них изоляторами

5, 6. Между корпусом 1 и инерционной массой 7 установлена пружина 8. Электроды пьезокерамических пластик 2, 3, 4, генера, „, 1825989 Al вышение точности за счет обеспечения возможности определения чувствительности измерительных пластин. В устройстве для измерения вибрации рабочую пьезокерамическую пластину размещают между измерительными пластинами и электрически изолируют от них. При поверке чувствительности пьезокерамические пластины через коммутатор подключают к генератору и измерительному блоку, по показаниям которого рассчитывают чувствительность и учитывают ее при измерении вибрации. 2 ил. тор 9 и измерительный блок 10 соединены со входами и выходом коммутатора 11.

Устройство имеет два режима использо- ™ вания и работает следующим образом.

В режиме "измерение" (см, фиг.2) коммутатор 11 замыкает соответствующие электроды. При этом измерительные пьезо- © керамические пластины 2 и 3 работают как у обычного вибродатчика, сигнал с которых (Я поступает на измерительный блок 10, а ра- 0 бочая пьезокерамическая пластина 4 с гене- Я3 ратором 9 электрических сигналов () отключены.

В режиме "поверка чувствительности" (см. фиг.2) определение чувствительности измерительных пластин 2 и 3 производится на основе метода взаимности и состоит из трех этапов.

На первом этапе с помощью коммутатора l1 на рабочую пьезокерамическую пластину 4 от генератора 9 электрических сигналов подается сигнал частотой и) и силой тока I, которая возбуждается и воздействует на измерительные пьезокерамические плаФ, 1, 1825989

3 (4) (1) (2) 0 ы

Мф вД

М -S 1

Ощ е

О з„, м .в

2 стины 4 в режиме излучения;

z — суммарное механическое сопротивление всех колеблющихся элементов вибропреобразователя; ! — ток возбуждения частоты, На втором этапе с помо цью коммутато042.,2 ° ц MS

043 z tt ра 11 на измерительную пьезокврамическую пластину 2 от генератора 9 jIN кэк ля Обратимых преуразоэате электрических сигналое подается сигнал лвй (пьезокерамических пластин) спра е тОЙ iKB частоты и и cwllat 70Ka l ° Kol oP93I 39 лиэ принцип взаимности возбуждается и воздействует на иэмери- М ф тельнУю пьезокеРамическУю оластинУ 3, Мф фз Д электРический сигнал с котоРой постУпавт М ф з з ма измерительный блок 10, где измеряется . р „, н „уреан,,ний() „ напРЯжение Un,величина котоРогоопРвдв-. 30 g).c уче ©м Р) и „„,„ ния ч эстаiьности ижэрительных nse2 3.

Мгз - > (3)

Мф- (8) стины 2 ИЗ, электрический сигнал с которых паочэрвднф поступает на измерительный, блок Щ гдэ измеряются напряжения Оа.и

Мд.

8 сботээтстаии с методом aaoNNIlocTN аеличиныуказанных напряжений определяютса слвдуавцими зависимостями: где Оа, Ьи — напряжения холостого хода измерительных пластин 2 и 3 при возбуждении рабочей пьезокерамичвской пластины

4, .

М@, Мф - чувствительности по скоросТНН 2 и 3 s ps)K9fMB приема;

+ — чувствительность по скорости плагде 02ç — напряжение холостого хода изме; рительной пластины 3 при возбуждении измерительной пьеэокерамической пластины

2;

8@ — чувствительность измерительной пьезокерамической пластины 2 е режиме излучения.

На третьем этапе коммутатора 11 на измерительную пьезокерамическую пластину 3 от генератора 9 электрических сигналоа подается сигнал той же частоты й) и силы тока I, которая возбуждается и воздейству. ет на измерительную пьезокерВмичеакую пластину 2, электрический сигнал с которой поступает на измерительный блок 10, гдв измеряется напряжение Оа,величина с которого определяется из выражения:. гдэ Озз —. напряжение. холостого хода измф5 ритвльной пластины 2 при возбуждении измерительной пьезокврамической пластины

3;

Зф — чувствительность измерительной пьвзокврамической пластины 3 э режиме

10 излучения.

° Для определения искомых величин

Мфз и М . используя зависимости (1Н4), составим слвдукицив системы уравнений;

Известно, что на частотах ниже первого ре4S зонанса вибровреобразователя суммарное лебяющихся элементов Определяется эырэ жэнивм:

Х Jat е, (10)

Вырэжэя чувствительность изйэритвльных пьвзоквр их пластин 2 и 3 по ускорению из соотноэюния:

S5 (11) 1825989

С учетом (10) получим окончательные зависимости для определения значений Щ и м ь ( (12) (13) 47иг.2

Составитель В.Емельянов

Техред М.Моргентвл Корректор M.Ïåòðîâà

Редвктор С.Кулакова

Заказ 2318 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

° °

Для определения значений hler и Ьф нв другой частоте меняют частоту возбуждения электрического сигнала генератора 8 и повторяют процесс поверки.

Изобретение позволит повысить эффективность использования стационарных виброизмерительмых систем эа счет повышения точности измерений, обусловленной эозможностьзФ определения чувствительности измерительных пластин вибромреобразоввтеля непосредственно на комтролируемом объекте, Формула изобретения

Устройство для измерения вибрации. содержащее преобразователь вибрации, выполненный из размещенных в корпусе двух измерительных и одной рабочей пьеэокерамических пластин с электродами, изолятора, инерционной массы и пружины, установленной между корпусом и инерционной массой, генератор и измерительный

10 блок.отличающеесятем.что сцелью повышения точности за счет обеспечения возможмости определения чувствительности измерительных пьезокерамических пластин при. контроле, оно снабжено коммутатором, выходом подключенным к

15 измерительному блоку, рабочая пьезокера- мическая пластина размещена между измерительными и электрически изолирована от них, а электроды пьезокерамических пластин и генератор соединены с входами KDM20 мутатора.