Способ калибровки виброизмерительной аппаратуры с пьезодатчиком Советский патент 1986 года по МПК G01H1/08 G01M7/00 

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для калибровки виброизмерительной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности калибровки.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ калибровки виброизмерительной аппаратуры с пьезодатчиком.

Устройство содержит пьезоэлектрический датчик i J имеющий рабочий 2 и калибровочный 3 пьезоэлементы.Пье- зоэлемент 3 механически связан с рабочим элементом 2, к которому последовательно подсоединены усилитель 4 заряда, блок 5 обработки и устройство 6 индикации. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные усилитель 7 заряда, фазовый детектор 8 и генератор 9. Выход последнего подключен к калибровочному пьезозлементу 3 и ко входу блока 10 манипуляции фазой, выход которого подсоединен к входу фазового детектора 8. Устройство содержит дополнительный пьезодатчик 11, расположенный по отношению к датчику 1 таким образом, что фаза вибрационных колебаний, попадающих на них, одинакова. Датчик 11 подключен к входу усилителя 7 заряда.

Способ калибровки вибронзмери-- тельной аппаратуры производится, следующим образом.

Сигнал от дополнительного пьезо- датчика 11 через усилитель 7 заряда поступает на вход фазового детектора 8, второй вход которого подключен к блоку 10 фазовой манипуляции. Сначала с помощью блока 10 фазовой манипуляции устанавливается нулевой сдвиг фаз. Сигнал с фазового детектора 8 поступает на генератор 9, с помощью которого возбуждается калибровочный пьезоэлемент 3 датчика 1 в фазе с сигналом вибрирующего объекта

При этом напряжение на выходе рабочего пьезоэлемента 2 определяют из выражения

U , .-bUjK p

где и - напряжение на выходе рабочего пьезоэлемента 2 пьезо датчика

К - коэффициент обратного пье- зоэффекта-,

и - напряжение управляемого напряжением генератора 9;

и. К - коэффициент прямого пьезо- эффекта

амплитуда вибраций исследуемого объекта. Затем устанавливают сдвиг фазы блока 10 фазовой манипуляции равным 180, При этом напряжение на выходе рабочего пьезоэлемента 2 определяют из выражения

И)

и.

(к„,р и,)к„,,

где и.

- напряжение на выходе рабочего пьезоэлемента 2 при сдвиге фазы блока 10 фазовой манипуляции, равном 180,

Величину калибровочного сигнала определяют из выражения

UK

и, + Цг 2

оьр г

где и.

напряжение калибровочного сигнала.

Калибровку измерительного тракта производят по полученному значению калибровочного сигнала путем изменения коэффициента передачи тракта.

Полученное значение калибровочного сигнала не зависит от амплитуды вибрации объекта, на котором установлен пьезодатчик, и, кроме того, данный способ калибровки не требует повышенного значения динамического диапазона тракта измерения.

Способ позволяет на порядок повысить точность калибровки виброизме- рительной аппаратуры в игироком диапазоне амплитуд вибрации объекта.

Формула изобретения

Способ калибровки виброизмерительной аппаратуры с пьезодатчиком, заклгочающий ся в возбуждении калибровочного элемента пьезодатчика и измерении сигнала, полученного на выходе рабочего элемента пьезодатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, калибровочный элемент пьезодатчика возбуждают сигналом синфаз- но и затем противофазно с сигналом от иибрации объекта, определяют по- лусумм г сигналов на выходе рабочего элемента пьезодатчика и в зависимости от полученной величины изменяют коэффициент передачи измерительного тракта,

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для калибровки виброизмерительной аппаратуры, содержащей пьезодатчик с калибровочным элементом, установленный на вибрирующем объекте как в процессе настройки,так и при эксплуатации. Целью изобретения является повышение точности калибровки, исключение зависимости калибровочного сигнала от амплитуды вибрирующего объекта. Калибровка осуществляется следующим образом. Сигнал от дополнительного пьезодатчика, установленного так, чтобы фаза вибрационных колебаний на нем была равна фазе на основном пьезодатчике, через усилитель заряда поступает на вход фазового детектора, второй вход которого подключен к блоку фазовой манипуляции. Сначала с помощью блока фазовой манипуляции устанавливается нулевой сдвиг фаз. Сигнал с фазового детектора поступает на генератор, с помощью которого возбуждается калибровочный пьеэоэлемент датчика в фазе с сигналом вибрирующего объекта. С рабочей пластины датчика снимают напряжение. Затем устанавливают сдвиг фазы блока фазовой манипуляции, равный 180 , и снимают с рабочего пьезо- элемента пьезодатчика напряжение в противофазе с сигналом от объекта. По полусумме двух сигналов производят калибровку измерительного тракта путем изменения коэффициента передачи тракта. При этом полученное значение сигнала не зависит от амплитуды вибраций объекта, что позволяет на порядок повысить точность калибровки виброизмерительной аппаратуры в широком диапазоне амплитуд вибрации объекта. 1 ил. i СО

2J. JQ

1

Составитель В.Евстратов Редактор Н.Егорова Техред О.Сопко Корректор И.Эрдейи

Заказ 2757/40 Тираж 507Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4