Устройство для измерения вибрации Советский патент 1990 года по МПК G01H11/00 

Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано для измерения вибрации.

Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения вибрации.

Устройство содержит пьеэодатчик I с модулятором тока, двухпроводный максимальный кабель 2, операционный усилитель 3, источник 4 постоянного напряжения, преобразователь 5 напряжение - ток и фильтр 6, причем пьезо- датчик 1 через коаксиальный кабель 2 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 3, выход которого через фильтр 6 подключен к входу преобразователя 5 напряжение - ток, . выход которого подключен к инвертирующему вхбду операционного усилителя 3, неинвертирующий вход которого подключей к источнику 4 постоянного напряжения .

Устройство работает следующим образом.

Пьезодатчик 1 с модулятором тока преобразует механические колебания в сигнал, пропорциональный току. На неинвертирующем входе операционного усилителя 3 напряжение поддерживается постоянным с помощью источника 4 постоянного напряжения. Поэтому напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 3 также постоянно. Ток, протекающий по кракспальному кабелю 2 к пьезодатчику, уравновешивается током преобразователя 5 напряжение - ток. Переменная составляющая этих- токов пропорциональна механическим колебаниям. Соответственно выходное напряжение операционного усилителя 3, которое является выходным напряжением устройства, пропорциональСП

4Ь

сл

о 0

н0 току пьеэодатчика и механическим колебаниям. Фильтр 6 позволяет обеспечить частотно-зависимую обратную связь для усиления сигнала в рабочей полосе частот и ослабления его вне рабочей полосы. Фильтр, выполненный в виде, например, пропорционально интегрирующей цепи, обеспечивает малый коэффициент передачи на постоянном т)оке и низких частотах, что увеличи- вЬет соотношение сигнал/шум устройству.

Фильтр, выполненный в виде напри- , резонансного фильтра с централь- ной частотой, равной частоте реэонан- cja пьезодатчика, уменьшает коэффициент передачи устройства-на резонансной частоте пьезодатчика и расширяет поэтому динамический диапазон устрой-

За счет контура обратной связи вводное сопротивление операционного Усилителя 3 по инвертирующему входу и|меет очень малую величину, что обес- йечивает повышение точности измерения за счет независимости напряжения питания пьезодатчика 1 от тока

полезного сигнала, а также расширение динамического диапазона.

Формула изобретения

Устройство для измерения вибрации, содержащее пьезоэлектрический датчик с модулятором тока, источник постоянного напряжения и дифференциальный усилитель, один из входов которого соединен посредством коаксиального кабеля с пьезоэлектрическим датчиком, а другой вход подключен к источнику постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона, в качестве дифференциального усилителя, использован операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен выход пьезоэлектрического датчика, а устройство снабжено последовательно соединенными фильтром, . вход которого подключен к выходу опе рационного усилителя, и преобразователем напряжение - ток, выход которо подключен к инвертирующему входу операционного усилителя,

Изобретение относится к виброиспытательной технике. В устройство введен контур отрицательной обратной связи, состоящий из фильтра и преобразователя напряжение-ток и включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, на неинвертирующий вход которого подается сигнал от источника постоянного напряжения. Это позволяет обеспечить независимость напряжения питания пьезодатчика от тока полезного сигнала, что повышает точность измерения и расширяет динамический диапазон. 1 ил.