Способ измерения вибрации элементов машин и конструкций и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в различных отраслях машиностроения при виброиспытаниях элементов машин и конструкций.

Целью изобретения является повышение точности определения разности фаз за счет исключения требований к идентичности фазовых характеристик виброизмерительной аппаратуры, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения наряду с абсолютной и относительной вибрации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, для осуществления способа; на фиг. 2 - принципиальная схема соединений датчиков абсолютной вибрации и переключателя; на фиг. 3 - треугольник амплитуд.

Устройство содержит два датчика 2 и 3 абсолютной вибрации, устанавливаемые на поверхности исследуемого объекта 1, последовательно соединенные переключатель 4 режимов измерения, два входа которого соединены с входами первого и второго вибродатчиков, усилитель 5, полосовой фольтр б, измеритель 7 амплитуд.

Способ осуществляют следующим образом.

Пусть требуется определить разность фаз определенной гармонической составляющей полигармонической вибрации опорной А и выбранной В точек исследуемого объекта 2 (фиг. 1). Тогда в измерительных точках А и В на поверхности объекта устанавливаются соответственно датчики 2 и 3 абсолютной вибрации. Сигналы с вибродатчиков поочередно подаются на вход усилителя 5 с помощью переключателя 4 режимов измерения (фиг. 2). В положении А переключателя 4 на вход усилителя 5 поступает сигнал, пропорциональный абсолютной вибрации исследуемого объекта 1, измеренной вточкеА, в положении В переключателя 4 - в точке В. В положении АВ переключателя 4 вибродатчики 2 и 3 соединяются между собой встречно, например конец катушки КЗ - начало катушки Н2, как показано на фиг.2. В этом положении переключателя на вход усилителя 5 подается векторная разность сигналов вибродатчиков 2 и 3, т.е. сигнал, пропорциональный вибрации точки В относительно точки А. Если используемые вибродатчики 2 и 3 имеют разные чувствительности и фазовые характеристики, то для коррекции параметров в описанное устройство вводятся параллельные и/или последовательные RC- цепочки. Каждый из трех полученных полигармонических сигналов после усиления

поочередно фильтруется в требуемой полосе частот полосовым фильтром 6 и затем подается на вход измерителя 7 амплитуд колебаний. В результате определяются

амплитуды ад, ав и эдв трех гармонических сигналов выбранной частоты соответственно и сравниваемой точках объекта 1. а также относительной вибрации сравниваемой точки относительно опорной. Используя найденные значения ад, ав и адв на основании теоремы косинусов из треугольника амплитуд (фиг, 3) определятся разность фаз тр гармонических колебаний абсолютной вибрации в опорной и сравниваемой

точках исследуемого объекта 1.

V arccos(aA)2 + (ав)2 - (адв) 2ад ав .

Формулаизобретения

1. Способ измерения вибрации элементов машин и конструкций, заключающийся в том, что измеряют абсолютную вибрацию в опорной и сравниваемой точках объекта,

из сигналов вибрации выделяют гармонические сигналы одной частоты и определяют их амплитуды и разность фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения разности фаз, дополнительно измеряют сигнал вибрации сравниваемой точки относительно опорной, выделяют из сигнала относительной вибрации гармонический сигнал той же частоты, что и гармонические сигналы абсолютной

вибрации в опорной и сравниваемой точках, измеряют амплитуду гармонического сигнала относительной вибрации, а разность ip фаз гармонических сигналов абсолютной вибрации в опорной и сравниваемой точках

объекта определяют по формуле

у-жя.

Y2 ад ав

где ад и ав амплитуды гармонического сигнала абсолютной вибрации выбранной частоты в опорной и сравниваемой точках соответственно;

ЗАВ - амплитуда гармонического сигнала относительной вибрации выбранной частоты сравниёаемой точки относительно опорной.

2. Устройство для измерения вибрации элементов машин и конструкций, содержащее два датчика абсолютной вибрации, устанавливаемые соответственно в опорной и сравниваемой точках объекта, последовательно соединенные блок усиления, блок фильтрации и блок измерения и регистра

ции. отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения наряду с абсолютной относительной вибрации, оно- снабжено переключателем режимов измерения, два входа которого соединены соответственно с выходами первого и второго - датчиков абсолютной вибрации, а выход - с входом блока усиления, блоки усиления и фильтрации выполнены одноканальными, а блок измерения и регистрации выполнен в виде измерителя амплитуд.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности определения разности фаз за счет исключения требований к идентичности фазовых характеристик виброизмерительной аппаратуры, а также расширение функциональных возможностей путем обес/// А печения измерения наряду с абсолютной и относительной вибрации. Согласно способу измеряются амплитуды гармонических составляющих абсолютной вибрации выбранной частоты в опорной (ЗА) и сравниваемой (ав) точках объекта, а также амплитуда гармонической составляющей относительной вибрации той же частоты сравниваемой точки относительно опорной (ЗАВ), а вычисляется разность фаз гармонических сигналов абсолютной вибрации в опорной и сравниваемой точках объекта исходя из соотношения arccos (ад)2 + (ав)2 - (адв)2 / 2 ад ав. Устройство содержит два датчика 2 и 3 абсолютной вибрации, устанавливаемые в опорной А и сравниваемой В точках объекта 1, усилитель 5, полосовой фил%ьтр 6, измеритель 7 амплитуд и переключатель 4, включенный между датчиками и усилителем и обеспечивающий поочередное подключение к входу усилителя каждого из датчиков, а также встречное соединение этих датчиков и подключение к входу усилителя сигнала их векторной разности. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. СО С о 4 Ю Ю ГО VI

1 Г

Кусилителю фц2.2

Фиг.з