Способ калибровки измерительного вибратора Советский патент 1984 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно, к измерению парг1метров виброустррйств Способ может быть использован для калибровки вибраторов, предназначенных для контроля низкочастотных виброустройств, например сейсмодатчиков при малых уровнях вибрации, соответствующих виброперемещениям до IX) м Достижения .электроники позволяют использовать виброустройства, в част ности сейсмодатчики, для регистрации малых уровней вибраций-, на несколько порядков меньших, чем это предусмотрено техническими условиями на вибро устройства. Однако кЬли}€ественно оце нить величину зарегис грированных вибропараметров практически нечем. В технике известны способы калибровки измерительных виброустройств как путем сопоставления их характеристик с характеристиками эталонных виброметров, так и путем непосредственного измерения параметров вибрации l .. Однако эти способы не позволяют измерить параметры вибрации, соответ ствующие виброперемещениям менее 10 м в диапазоне частот 20-200 Гц. . наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий измерение напряжения-возбуждения вибратора, напряжения на выходе виброметра и определение коэффициента преобразования вибратора. По этому способу в тех случаях, когда есть уверенность в линейности амплитудной характеристики ёиброметра, экстраполируют коэффициент преобразования вибратора, полученный на низких частотах, на область высоких частот, где амплитуда виброперемещения мала Н . . .j| Этот способ не позволяет производить экстраполяцию коэффициента преобразования на диапазон, где линейность амплитудной характеристики виб рометра неизвестна. Кроме того, он не даёт данных для определения погре ности коэффициента преобразования на участке его экстраполяции. Цель изобретения - расширение диа пазона измерений вибратора в сторону малых величин вибропараметра (например, лежащих в диапазоне виброперемещений от до 10 м) с одновременным определением погрешности коэф фициента преобразования вибратора. Поставленная цель достигается тем что измеряют напряжение возбуждения вибратора, напряжение на выходе виброметра и определяют коэффициент прё образования вибратора, затем дополни тельно измеряк т на участке диапазона в котором вибропараметр неизвестен, напряжение возбуждения вибратора и соответствующее ему напряжение на метра, определяют диапа ом коэффициент преобраатора сохраняет свое соотношения Ю0%б8й; коэффициент нелинейности амплитудной характеристики, системы вибраторвиброметр в i-й точке исследуемого диапазона; .. - точки исследуемого BwxN диапазона; . 1 - отношение напряже6016 Ji ния на выходе виброметра к напряжению возбуждения вибратора в 1-й точке исследуемого диапазона; отношение напряжения на выходе виброметра к напряжению возбуждения вибратора в известном диапазоне; относительная погрешность измерения коэффициента нелинейности амплитудной характеристики в i-й точке исследуемого диапазона; ь коэффициента преобразоора в диапазоне, где он ое значение, определяют ования погрешностей кореобразованияв известе с погрешностями измейности амплитудной харакпредложенного способа ользование электродинабратора и установленного жной системе электродивиброметра. В системе рометр имеет место слеошениекоэффициент преобразования напряжения возбуждения вибратора в напряжение на выходе виброметра;коэффициеЙ1 преобразования напряжения возбуждения вибратора в виброскорость подвижной системы; коэффициент преобразования виброскорости в напряжение на выходе виброметра;

V - виброскорость подвижной I системы.

Постоянство коэффициентов К и К2 может быть подтверждено пр.ямыМи измерениями лишь в известном диапазоне виброскоростей. Постоянство коэффициента Kg может быть подтверждено как в известном диапазоне виброскорЬстей так и за его пределами.

Определение коэффициента преобразования вибратора К в исследуемом диапазоне производят путем подтверждения его неизменности относительно коэффициента К известного диапазона. Для этой цели используют вспомогательный коэффициент К. Если отклонение К в исследуемом диапазоне от его значения- в известном диапазоне не превышает погрешностей измерения, то делают заключение ОуТом, что коэффициент К также остается неизменным, т.е. из результата K.j conGt следует вывод: K conijt.

Калибровку вибратора производят для фиксированной массы подвижной системы вибратора на нескольких фиксированных частотах. Все последующие измерения производят только на частотах калибровки при неизменной массе подвижной системы вибратора.

Пример, (калибровка вибратора). В качестве измерительного вибратора используют электродинамический возбудитель колебаний, в качестве виброметра - электродинамический сейсмодатчик СВ-30 с коэффициентом преобразования ,2 . Измерения проводят в акустически заглушенном объеме, защищенном от воздействия промышленных вибропомех. Для возбуждения вибратора используют генератор ГЗ-56. Выходное напряжение виброметра усиливалось предварительным усилителем, фильтровалось уэкополосным фильтром с полосой пропускания 2,5 Гц и контролировалось осциллографом С1-68. Снятие зависимости выходного напряжения виброметра от напряжения возбуждения вибратора и определение коэффициента преобразования К производят частоте 75 Гц в диапазоне ви роперемещений 10м .(IQQ дБ) с шагом 10 дБ. При измерениях не обнаружено ни одного отклонения амплитудной характеристики от линейной зависимости. Коэффициент преобразования напряжения возбуждения вибратора в виброскорост при .массе виброметра 140 г К :4.1, 10 м«с В. Для подтверждения полученного результата проводят дополнительные измерения.

В качестве виброметров используют сейсмодатчики СВ-30 в -количестве 30 шт., сейсмодатчики СБ-10 в количестве 5 шт. и одинпьезоэлектрический акселерометр 1ПА-9. Измерения проводят в тех же условиях, за исключением акселерометра, у которого изза наводок и шумов измерения ограничиваются диапазоном Ю - 10 м I (80 ДБ). При дополнительных измере|ниях также не обнаружено ни одного отклонения амплитудной харак-геристики от линейной зависимос-ги. I

Использование предложенного способа позволяет производить калибровку измерительных вибраторов в диапазоне виброперемещений 10- , используя при этом эталонные виброметры с более узким нормированным диапазоном-.

Измерительные вибраторы, откалиброванные по предложенному способу, могут, быть использованы для контроля коэффициен-гов преобразования различных виброустройств, в частности сейсмодатчиков, работающих при малых уровнях вибрации.

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ВИБРАТОРА г включающий измерение напряжения возбуждения вибратора, напряжения на выходе вибромет-. ра и определение коэффициента преобразования вибратора, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений вибратора в сторону малых величин вибропараметра дополнительно измеряют на участке диапазона, в котором вибропараметр неизвестен, напряжение возбуждения вибратора и соответствующее ему напряжение на выходе виброметра, определяют диапазон, в котором коэффициент преобразования вибратора сохраняет свое значение, из соотношения. I 9W вы luw,Jrueo,i.Q.g Ue МУ Uaoje коэффициент нелинейгде ности амплитудной характеристики системы ;вйбратор-виброметр в 1 -иточке исследуемого диапазона; i 1,2,3.;. - точки исследуемого fUeb,x диапазона; г..-отношение напряже ОЛ5/ L U|l/b4(l /. ния на выходе виброметра к напряжению возбуждения вибратора в i-й точке исследуемого диапазона; отношение напряже eoJS ния на выходе вибро(Л метра к напряжению возбуждения вибратора в известном диапазоне; Вл,относительная погрешность измерения коэффициента нелинейности амплитудо ной характеристики ЭО в -и точке исследуемого диапазона, а погрешность коэффициента преобразо:л вания вибратора в диапазоне, где он сохраняет свое значение, определяют ND путем суммирования погрешностей коэффициента преобразования в известном диапазоне с погрешностями измерения нелинейности амплитудной характеристики.