динамический принцип измерения вибрации в чем заключается
ПРИНЦИПЫ И ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ
При измерении параметров вибрации используют два метода измерения: кинематический и динамический.
Кинематический метод заключается в том, что измеряют координаты точек объекта относительно выбранной неподвижной системы координат. Измерительные преобразователи, основанные на этом методе измерения, называют преобразователями относительной вибрации.
Динамический метод основан на том, что параметры вибрации измеряют относительно искусственной неподвижной системы отсчета, в большинстве случаев инерционного элемента, связанного с объектом через упругий подвес. Такие приборы называют преобразователями абсолютной вибрации, чаще сейсмическими системами.
Принципиальная схема простейшей сейсмической системы с одной степенью свободы представлена на рис. 1. Сейсмическая масса т соединяется с основанием измерительного преобразователя (ИП) через пружину с коэффициентом жесткости с. Для гашения собственных колебаний параллельно пружине установлен демпфер с коэффициентом сопротивления А.
Уравнение, связывающее модули амплитуды установившихся колебаний объекта e(t) и относительных перемещений сейсмической массы x(t), имеет вид
а сдвиг фаз колебаний массы т относительно корпуса ИП в виде
С использованием обозначений относительной частоты у=w/w0 и модуля амплитудно-частотной характеристики | v | = | ха / еа | зависимость амплитуды колебаний массы т относительно корпуса ИП приобретает вид
Существует три частотных диапазона, в которых может работать ИП:
Измерительные преобразователи вибрации основаны на различных физических принципах преобразования механических колебаний в электрический сигнал.
Измерительные преобразователи механических колебаний в электрический сигнал:
1. Преобразователи абсолютной вибрации: генераторные:
• на основе эффекта Холла;
2. Бесконтактные измерители относительной вибрации:
В бесконтактных измерителях реализуют кинематический метод измерения параметров относительной вибрации, используя оптические, радиоволновые и др. электромагнитные поля. Среди них наибольшее применение в вибродиагностике нашли оптические методы и средства измерения параметров вибрации, которые по способу выделения информации об измеряемом параметре делят на амплитудные и частотные. К амплитудным методам измерений относят фотоэлектронные, дифракционные и интерференционные методы измерения, а также методы с использованием пространственной модуляции светового потока.
Измерение параметров вибрации, основанное на измерении частоты излучения оптического квантового генератора, отраженного от объекта, проводят измерительными устройствами, действие которых основано на использовании эффекта Допплера.
Преобразователи абсолютной вибрации в электрический сигнал делят на два класса: генераторные, преобразующие энергию механических колебаний в электрическую; параметрические, преобразующие механические колебания в изменение параметров электрических цепей, например индуктивности, емкости, активного сопротивления, частоты или сдвига фаз и т.д.
Для вибродиагностики машин и механизмов используют в основном пьезоэлектрические и электродинамические преобразователи, относящиеся к генераторным, а также индуктивные, вихретоковые и емкостные, относящиеся к параметрическим.
Пьезоэлектрические преобразователи применяют для измерения параметров абсолютных колебаний невращающихся частей механизмов. Пьезоэлектрические преобразователи обладают высокими метрологическими параметрами, широким амплитудным и частотным диапазоном, простотой конструкций, высокой надежностью и сравнительно низкой стоимостью. Основными недостатками пьезоэлектрических преобразователей являются высокое выходное сопротивление и низкая помехозащищенность. В значительно меньшей степени эти недостатки свойственны пьезоэлектрическим преобразователям, относящимся к классу параметрических преобразователей.
Простейший пьезоэлектрический преобразователь можно представить в виде пластины, изготовленной из кварца или искусственной пьезокерамики. Для изготовления пьезокерамики применяют цирконат титанат свинца (ЦТС), титанат висмута (ТВ) и др. Пластину прикрепляют к воспринимающему внешние колебания основанию, на другой стороне пластины располагают груз массой т. Собственная частота сейсмической системы такого преобразователя
 |
В частотном диапазоне 
на выходе преобразователя образуется заряд q(t) пропорциональный воспринимаемому виброускорению a(t):
 |
Для преобразования заряда q(t) в электрическое напряжение или ток применяют усилители напряжения или заряда.
При выборе пьезоэлектрических преобразователей для конкретных типов испытаний необходимо учитывать их основные параметры: температурный, амплитудный и частотный диапазоны, коэффициенты преобразования, частоту установочного резонанса и т.д.
Электродинамический преобразователь содержит магнитную систему, в зазоре которой расположена катушка с проводом. Обычно магнитная система закреплена на основании, а катушка жестко соединена с сейсмической массой.
При воздействии внешней вибрации e(t) и относительных колебаниях x(t) в катушке наводится ЭДС
Электродинамические преобразователи работают на частотах, значительно превышающих собственную частоту сейсмической системы, т.е. при у >>1.
ЭДС на выходе катушки пропорциональна виброскорости гармонических колебаний:
При работе электродинамических преобразователей в первом частотном диапазоне при у
Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все.
ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала.
Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот.
Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Лекция 12. Измерение параметров вибрации
Датчики для измерения вибрации
Измерение механических колебаний может быть относительным (например, биения вала относительно корпуса подшипника) или абсолютной, что предполагает наличие неподвижной точки отсчёта – искусственного «нуля», относительно которого и выполняются измерения. Основным решением, в настоящее время, является преобразование механических колебаний в электрический сигнал при помощи вибрационных датчиков.
Вибрационный датчик – устройство, генерирующее электрический сигнал, пропорциональный измеряемому параметру вибрационного процесса. При измерении параметров вибрации используются датчики: проксиметры – для измерения виброперемещения; велосиметры – для измерения виброскорости; акселерометры генерирующие сигнал, пропорциональный виброускорению.
Проксиметр (датчик перемещения) – стационарно установленное устройство, имеющее усилитель сигналов и генерирующее напряжение на выходе, пропорциональное расстоянию до вращающегося ротора (рисунок 78). Датчик (вихретоковый) бесконтактно измеряет относительное перемещение вала в пределах зазора подшипника. При колебаниях зазора между ротором и датчиком, закрепленном на опоре, изменяются частота или амплитуда электромагнитных параметров, пропорциональных частоте и значению амплитуды зазора. Для измерения радиальной вибрации, датчики устанавливают парами под углом 90° перпендикулярно валу. Это делает возможным визуализацию на экране осциллографа орбиты движения вала, полярную диаграмму траектории центра вала в радиальной плоскости.
Вихретоковый преобразователь относительного перемещения: 1 – рабочая катушка; 2 – катушка температурной компенсации; 3 – корпус; 4 – изоляционная втулка
Рисунок 78 – Проксиметры
Велосиметры (измерители виброскорости) состоят из катушки индуктивности и магнита (рисунок 79). Относительное движение магнитного поля в катушке порождает ЭДС индукции, сила которой пропорциональна скорости движения. Имеют больший выходной сигнал, применение ограничивается частотой 2000 Гц.
