Виброметр Советский патент 1988 года по МПК G01H11/06 

сс ее

Is3

ОС

г

Изобретение относится к виброизмерительной технике, а точнее к виброметрам с пьезоэлектрическим контактным преобразователем для измерения вибраций машин и механизмов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и режима калибровки за счет сокращения числа отсчетных устройств

рого пропорциональна величине измеряемого виброускорения.

Выходное напряжения усилителя 4 заряда подается на вход интегратора 5, первого из двух последовательно включенных интеграторов, который формирует напряжение, пропорциональное виброскорости а затем второго

и выполнения вычислений в нормирующем Q интегратора 6, где формируется сигблоке,

На чертеже изображена блок-схема виброметра.

Виброметр включает пьезоэлектрический вибропрЁобразователь 1 и калибровочный генератор 2, поочередно подключенные через первый переключатель 3 к входу усилителя 4 заряда. Выход усилителя 4 заряда подключен к входу первого интегратора 5, кото- рын последовательно соединен с вторым интегратором 6. Выходы интеграторов 5 и 6 и выход усилителя 4 заряда в свою очередь подключены через второй

15

20

нал, -пропорциональный виброперемещению. Выходные напряжения усилителя 4 заряда и интеграторов 5 и 6 через второй переключатель 7 подаются на вход измерительного усилителя 8. Переключателем 7 устанавливается один из видов измеряемого параметра вибра ции: виброускорение, виброскорость или виброперемещение. Выходное напря жение измерительного усилителя 8 подается на входы детекторов 9 и 10 через нормирующий блок 13. Выходные напряжения детекторов через третий переключатель 11 подаются на вход

переключатель 7 к входу измерительно- 25 отсчетного устройства 12, которое

формирует показания в единицах измерения параметров вибрации, пропорцио нально входному напряжению. При этом введенные в блок 13 резисторы 17 и 18 имеют одинаковое сопротивление, поэтому при среднем положении днижка потенциометра 19 коэффициент передачи инвертирующего усилителя 13 равен единице и не изменяется при переключении переключателей 15 и 16, которы механически связаны с первым переклю чателем 3.

го усилителя- 8. Виброметр также содержит среднеквадратический детектор 9 и пиковы й детектор 10 с общим входом, выходы которых через третий пе- реключа тель 11 подключены к входу отсчетного устройства 12. Между измерительным устройством 8 и общим входом детекторов 9 и 10 установлен нормирующий блок 13, включающий операционный усилитель 14, выполненный по схеме инвертирующего операционного усилителя с синхронизированными четвертым переключателем 15 и пятьм переключателем 16, первым и вторым резисторами 17 и 18, имеющими равное сопротивление, и потенциометром 19. При этом синхронизированные переключатели 15 и 16, например, механическ связаны с первым переключателем 3.

I Устройство работает следующим образом.

Вибропреобразователь 1 формирует сигнал-заряд, пропорциональный величине измеряемого виброускорения. Калибровочный генератор 2 вырабатывает эталонный сигнал для установки коэффициента передачи измерительного тракта прибора. Сигналы вибропреобразователя 1 или калибровочного генера- тора 2 поочередно через первый переключатель 3 подаются на вход усилителя 4 заряда, который преобразует эти сигналы в напряжение, величина кото

интегратора 6, где формируется сиг

нал, -пропорциональный виброперемещению. Выходные напряжения усилителя 4 заряда и интеграторов 5 и 6 через второй переключатель 7 подаются на вход измерительного усилителя 8. Переключателем 7 устанавливается один из видов измеряемого параметра вибрации: виброускорение, виброскорость или виброперемещение. Выходное напряжение измерительного усилителя 8 подается на входы детекторов 9 и 10 через нормирующий блок 13. Выходные напряжения детекторов через третий переключатель 11 подаются на вход

5 отсчетного устройства 12, которое

0

5

0

5

0

формирует показания в единицах измерения параметров вибрации, пропорционально входному напряжению. При этом введенные в блок 13 резисторы 17 и 18 имеют одинаковое сопротивление, поэтому при среднем положении днижка потенциометра 19 коэффициент передачи инвертирующего усилителя 13 равен единице и не изменяется при переключении переключателей 15 и 16, которые механически связаны с первым переключателем 3.

Первый переключатель переводит виброметр в режим калибровки. При этом на вход усилителя 4 заряда подается с генератора 2 калибровочный сигнал-заряд. Величина калибровочного сигнала устанавливается такой, чтобы при коэффициенте передачи нормирующего блока 13 равном единице показание на отсчетном устройстве 12 виброметра бьто равно номинальному значению чувствительности вибропреобразователя. Для этого в режиме калибровки с помощью потенциометра 19 на отсчетном устройстве 12 устанавливается показание, равное чувствительности вибропреобразователя, т.е. изменяют коэффициент передачи нормирующего блока 13 по значению

А Ун

где Ац - коэффициент передачи нормирующего блока 13 в режиме

Jn

Тн

калибровки измерительного тракта;

паспортное значение чувстри тельности вибропреобразователя;

номинальное значение чувствительности вибропреобразователя .

В режиме измерения к входу усилителя 4 заряда первым переключателем 3 подключается вибропреобразователь 1, а механически связанные с ним четвертый 15 и пятый 16 переключатели изменяют порядок подключения крайних выводов потенциометра 19 на обратный по сравнению с режимом калибровки. При этом коэффициент передачи нормирующего блока 13 принимает значение, обратное установленному в режиме калибровки согласно выражению

А - - - .А. п

где А - коэффициент передачи нормирующего блока 13 в режиме измерения.

Таким образом, в режимех измерени и калибровки нормирующий блок одно- временно в процессе работы выполняет дополнительную функцию по обработке сигнала вибропреобразователя, что упрощает конструкцию переносного прибора н выполнение режима калибровки оператором.

Формула изобретения Виброметр, содержащий пьезоэлектрический вибропреобразователь и ка

либро эочный генератор, поочередно подключенные через первый переключатель к входу усилителя заряда, последовательно включенные первый и второй интеграторы, к входу первого из которых подключен выход усилителя заряда, а выходы интеграторов и выход усилителя заряда через второй переключатель подключены к входу измерительного усилителя, среднеквадрати- ческий и пиковый детекторы с общим входом, выходы которых через третий переключатель подключены к входу от- счетного устройства, и нормирующий блок, включающий инвертирующий операционный усилитель с установочным ре- зистором и переключателями, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и режима калибровки, в нормирующий блок введен потенциометр, который последовательно соединен через четвертый переключатель и первый резистор с выходом измерительного усилителя, а через пятый переключатель и второй резистор - с общим входом среднеквадратическо- го и пикового детекторов, вход инвертирующего операционного усилителя подключен к подвижному контакту потенциометра, а выход - к выхаду второго резистора, первьш и второй per зисторы имеют равное сопротивление, четвертый и пятый переключатели выполнены синхронизированными с возможностью подключения к обоим неподвижным контактам потенциометра.