Виброметр Советский патент 1988 года по МПК G01H1/00 

4 О 00 1чЭ

СО

vj

Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано для. измерения параметров механических вибраций машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение достоверности измерений за счет регулировки чувствительности вибропреобразователя с использованием одного отсчетного устройства.

На чертеже представлена структурная схема виброметра.

Виброметр содержит пьезоэлекрический вибропреобразователь 1, калибровочный генератор 2, усилитель 3 заряда, первый резистор 4, операционный усилитель 5, второй резистор 6, включенный в цепь от- рицательной обратной связи операционного усилителя 5, последовательно соединенные первый и второй интеграторы 7 и 8, первый переключатель 9, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов 7 и 8, измерительный усилитель 10, среднеквадратичный детектор 11, второй переключатель 12, цифровой вольтметр 13, амплитудный детек- |тор 14, включенный между выходом изме- |рительиого усилителя 10 и вторым входом второго переключателя 12, третий переключатель 15, подключенный первым входом к Iпьезоэлектрическому вибропреобразователю I 1, вторым - к калибровочному генератору 2, ВЫХОДОМ - к входу усилителя 3 заряда, : потенциометр 16, третий резистор 17, чет- ; вертый и пятый переключатели 18 и 19 с двумя входами каждый., механически связанные с третьим переключателем 15, первый вход четвертого переключателя 18 соединен с объединенными вместе выводом первого резистора 4, неинвертирующим вхо- дом операционного усилителя 5 и вторым входом пятого переключателя 19, второй вход четвертого переключателя 18 соединен с первым входом пятого переключателя 19 и инвертирующим входом операционного усилителя 5, выход четвертого переключателя 18 соединен с первым выводом потенциометра 16, второй его вывод и вывод его движка объединены и заземлены, выход пятого переключателя 19 соединен с первым выводом третьего резистора 17, второй вывод которого заземлен, а второй вывод первого резистора 4 соединен с выходом усилителя 3 заряда.

Виброметр работает следующим образо.м.

Пьезоэлектрический вибропреобразователь 1 преобразует механические колебания в электрический сигнал-заряд, пропорциональный виброускорению. Калибровочный генератор 2 вырабатывает эталонный сигнал для установки коэффициента передачи измерительного, тракта виброметра. Сигналы вибропреобразователя 1 или калибровочного генератора 2 через третий переключатель 15 подаются на вход усилителя 3 заряда, который преобразует эти сигналы в напря0

з 0 5 о 0 с

0 5

жение, величина которого пропорциональна величине измеряемого виброускорения. Выходное напряжение усилителя 3 заряда подается через первый резистор 4 на вход операционного усилителя 5, коэффициент усиления которого зависит от положения движка потенциометра 16. Выходное напряжение усилителя 5 подается на вход первого из двух последовательно включенных интеграторов 7 и 8, которые формируют соответственно напряжения пропорциональное виброскорости и виброперемещению. Выходные напряжения операционного усилителя 5 и интеграторов 7 и 8 через первый переключатель 9 подается на вход измерительного усилителя 10. Переключателем 9 устанавливается вид измеряемого параметра вибрации: виброускорение, виброскорость, виброперемешение. Измерительный усилитель 10 обеспечивает усиление сигнала до уровня, необходимого для работы среднеквадратичного 1 1 амплитудного 14 детекторов. Выходное напряжение детекторов через второй переключатель 2 подается на вход цифрового вольтметра 13. Четвертый и пятый переключатели 18 и 19 подключают потенциометр 16 и третий резистор 17 к инвертирующему входу или неинвертирующему входу усилителя 5, при этом из.меняется коэффициент усиления усилителя следующим образом:

,

где Kvl и коэффициенты уси.ления усилителя 5 соответственна в первом и втором положениях переключателей 18 и 19;

R4, R6, R16 и R17 - сопротивления резисторов 4, 6 и 17 и потенциометра 16 соответственно.

Третий переключатель 15 переводит виброметр из режима измерения вибрации в режим калибровки. При этом на вход усилителя 3 заряда подается калибэовоч- ный сигнал-заряд, величина которого устанавливается кратной величине номинального значения чувствительности вибропреобразователя 1, при этом с помощью потенциометра 16 на цифровом табло цифрового вольтметра 13 устанавливается паспортное значение чувствительности вибропреобразователя 1, т. е. коэффициент усиления усилителя 5 устанавливается прямо пропорционально паспортному значению чувствительности вибропреобразователя

, Гн

где 7н - паспортное значение чувствительности вибропреобразователя;

Y - номинальное значение чувствительности вибропреобразователя.

При переводе виброметра третьим переключателем 15 в режим измерения коэффициент усилителя 5 должен быть

УП

Произведение коэффициентов усиления усилителя 5 в первом и втором положениях переключателей 18 и 19 должно быть равно 1.

Действительно,

Kvl Kvll 2 -Ж- -0, 1.

R,,

fUb

Следовательно, изменяя положение переключателей 18 и 19 при фиксированных коэффициентах передачи элементов измерительного тракта виброметра, можно менять коэффициент усиления операционного усилителя 5 прямо пропорционально паспортному значению чувствительности вибропреобразователя 1 в режиме калибровки и обратно пропорционально паспортному значению в режиме измерения.

Изобретение позволяет в режиме измерения общий коэффициент передачи виброметра, выключая вибропреобразователь, привести к единице, независимо от отклонения чувствительности вибропреобразователя от номинального значения.

Формула изобретения

Виброметр, содержащий пьезоэлектрический вибропреобразователь, калибровочный генератор, усилитель заряда, первый резистор, операционный усилитель в неинвертирующем включении, второй резистор, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, последовательно соединенные первый и второй инверторы, первый переключатель, Е торой и третий входы которого соединены соответственно с входами первого и второго интеграторов, измерительный усилитель, среднеквадратичный детектор, второй переключатель, цифровой вольтметр и амплитудный

детектор, включенный между выходом измерительного усилителя и вторым входом второго переключателя, отличающийся тем, что, с целью повыщения достоверности измерений, он снабжен третьим переклюс чателем, подключенным первым входом к пьезоэлектрическому вибропреобразователю, вторым входом - к калибровочному генератору, а выходом - к входу усилителя заряда, потенциометром, третьим резистором, четвертым и пятым переключате0 лями с двумя входами каждый, механически связанными с третьим переключателем, первый вход четвертого переключателя соединен с объединенными вместе выводом первого резистора, неинвертирую25

щим входом операционного усилителя и вторым входом пятого переключателя, второй вход четвертого переключателя соединен с первым входом пятого переключателя и инвертирующим входом операционного усилителя, выход четвертого переключателя соеди- 30 нен с первым выводом потенциометра, второй его вывод и вывод его движка объединены и заземлены, выход пятого переключателя соединен с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого заземлен, а второй вывод первого резистора соединен с выходом усилителя заряда.

Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано для измерения параметров механических вибраций машин и механизмов. Целью изобретения является повышение достоверности измерений за счет регулировки чувствительности вибропреобразователя с использованием одного отсчетного, устройства. В режиме калибровки сигнал генератора 2, пропорциональный номинальной чувствительности преобразователя 1, поступает через переключатель 15 на вход виброметра. С помощью потенциометра 16 на индикаторе вольтметра 13 устанавливается величина, кратная паспортной чувствительности преобразователя 1. В режиме измерения переключатели 15, 18, 19 переводятся в иное положение. Коэффициент передачи каскада на операционном усилителе 5 устанавливается равным обратному значению коэффициента передачи в режиме калибровки. Это позволяет производить отсчет показаний на индикаторе вольтметра 13, пропорциональных номинальному значению чувствительности преобразователя независимо от паспортного значения чувствительности. 1 ил. Р (Л