Виброметр Советский патент 1992 года по МПК G01H11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вибраций и сотрясений, например, возникающих при эксплуатации машин и агрегатов.5

Известен индуктивный датчик вибраций, у которого подвижный постоянный магнит, находящийся в направляющей втулке, подвешен на двух пружинах, а измерительная обмотка намотана на. направляющей 10 втулке.

Недостатком этого датчика является его пониженная чувствительность, вызванная трением в направляющей втулке под влиянием крутящего момента, вызванного воз- 15 действием обеих пружин на подвижный магнит, который прижимает этот магнит к стенкам втулки. Кроме того, масса и собст- енная частота колебаний пружин ограничивают возможность использования такого 20 датчика довольно узким диапазоном частоты вибраций, а производство пружин с точной характеристикой и габаритами очень сложно и дорого.

Наиболее близким к данному вибромет- 25 ру является индуктивный датчик вибраций, содержащий корпус из немагнитного материала, размещенные в корпусе электроизоляционный каркас с осевым каналом, установленную на каркасе дифференциаль- 30 ную двухсекционную измерительную обмотку и инерционный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения в осевом канале 35 каркаса,

Недостаток этого индуктивного датчика вибраций - нелинейная зависимость коэффициента жесткости магнитной подвески, обусловленная нелинейной зависимостью 40 усилия взаимодействия полюсов постоянных магнитов от расстояния между ними.

Нелинейность характеристики магнитной подвески обуславливает нелинейную зависимость выходной характеристики дат- 45 чика и повышает резонансную частоту. Это снижает точность измерения. Кроме того, в рассмотренном датчике вибраций отсутст вует регулировка коэффициента демпфирования, что уменьшает диапазон измерения. 50 Наличие дополнительных двух постоянных магнитов магнитной подвески повышает сложность конструкции и стоимость датчика.

Цель изобретения - расширение частот- 55 ного диапазона измерений и повышение точности за счет линеаризации выходной характеристики виброметра.

Поставленная цель достигается тем, что виброметр, содержащий корпус из немагнитного материала, размещенные в корпусе электроизоляционный каркас с осевым каналом, установленную на каркасе дифференциальную-двухсекционнуюизмерительную обмотку и инерционный элемент выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения в осевом канале каркаса, снабжен размещенной на изоляционном каркасе дифференциальной двухсекционной демпфирующей обмоткой, подключенным к ее выводам регулировочным резистором и размещенными между корпусом и каркасом цилиндрическим ферромагнитным элементом, длина которого превышает длину инерционного элемента на величину 1-2 зазоров между ними.

На чертеже изображена схема предлагаемого виброметра.

Виброметр содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, в кото- ром размещен электроизоляционный каркас 2 с осевым каналом и двумя кольцевыми выточками на внешней поверхности. В кольцевых выточках каркаса 2 размещены измерительная и демпфирующая обмотки 3 и 4, каждая из которых состоит из двух встречно включенных секций. В осевом канале каркаса 2 размещен с возможностью перемещения вдоль оси канала инерционный элемент 5, выполненный в виде цилин- дрического постоянного магнита. Между корпусом 1 и каркасом 2 размещен полый цилиндрический элемент 6, выполненный из магнитомягкого материала, например электротехнической стали, длина которого превышает длину инерционного элемента 5 на величину 1-2 радиальных зазоров между ними.

Расстояние между средними линиями секций обмоток 3 и А равно межполюсному расстоянию постоянного магнита. Выводы демфпирующей обмотки 4 подключены к регулировочному резистору 7. Выводы измерительной оЗмотки 3 через усилитель 8 подключены к измерительному прибору 9.

Виброметр работает следующим образом.

Инерционный элемент 5 (постоянный магнит) с цилиндрическим элементом 6 образуют магнитный подвес (магнитную пружину) с линейной зависимостью усилия от величины и направления перемещения постоянного магнита от линии симметрии, т.е. линии магнитного нуля.

В состоянии покоя за счет силового воздействия магнитного подвеса инерционный элемент 5 находится в положении, близком к линии электрического нуля.

При воздействии вибрации на, виброметр инерционный элемент 5 перемещается по отношению к обмоткам 3, 4 и цилиндрическому элементу 6. Относительное перемещение инерционного элемента 5 зависит от амплитуды вибрации, коэффициента жесткости магнитного подвеса и коэффициента демпфирования. При движении постоянного магнита в обмотках 3 и 4 индуцируется ЭДС, пропорциональная амплиту- де вибраций. Выходной сигнал обмотки 3 усиливается усилителем 8 и измеряется измерительным прибором 9, в качестве которого может быть применен, например, шлейфовцй осциллограф. Под воздействи- ем ЭДС, наведенной в обмотке 4, по цепи, состоящей из обмотки 4 и соединенного с ней резистора 7, протекает электрический ток, величина которого пропорциональна произведению скорости относительного пе- ремещения инерционного элемента 5 на величину его перемещения относительна линии симметрии, являющейся линией магнитного нуля. Этот ток наводит магнитное поле, которое взаимодействуете по- лем постоянного магнита и создает демпфирующее усилие, воздействующее на инерционный элемент 5. Изменение коэффициента демпфирования осуществляется регулировкой сопротивления резистора 7. Регулировка коэффициента демпфирования расширяет частотный диапазон измерения параметров вибраций. Применение магнитного подвеса с линейной завиеиКю- стью силового воздействия от величины пе- ремещения инерционного элемента 5

обеспечивает линейную зависимость выходной i частотной характеристики виброметра. Цилиндрический элемент 6 является магнитопроводом, что позволяет уменьшить немагнитный зазор магнитной цепи постоянного магнита. Это дополнительно увеличивает чувствительность виброметра. Кроме того, цилиндрический элемент 6 является магнитным экраном и способствует устранению возмущений и помех от влияния внешних магнитных полей. Формула изобретения

Виброметр, содержащий размещенные в корпусе из немагнитного материала, электроизоляционный каркас с осевым каналом, установленную на каркасе дифференциальную двухсекционную измерительную обмотку и инерционный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита, установленного с возможностью перемещений в осевом канале каркаса, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений и повышения точности путем линеаризации выходной характеристики, он снабжен размещенной на том же каркасе дифференциальной двухсекционной демпфирующей обмоткой, подключенным к ее выводам регулировочным резистором и-размещенным между корпусом и каркасом цилиндрическим ферромагнитным элементом, длина которого превышает длину инерционного элемента на величину 1-2 зазоров между ними.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью расширение частотного диапазона измерений и Линеаризацию выходной характеристики виброметра. Он содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, разме-, щенный в нем электроизоляционный каркас 2 с осевым каналом, в котором с возможностью перемещения установлен инерцион;./ ный элемент, выполненный в виде цилиндрического постоянного магнита 5. На внешней стороне каркаса 2 размещены измерительная 3 и демпфирующая 4 двух-, секционные дифференциальные обмотки. Измерительная обмотка 3 соединена через усилитель 8 с измерительным прибором 9, а демпфирующая обмотка 4 замкнута на регулируемый резистор 7. Между корпусом 1 и каркасом 2 размещен ферромагнитный цилиндрический элемент 6, длина которого превышает длину взаимодействующего с ним магнита 5 на величину одного-двух зазоров между ними. Магнит с цилиндрическим элементом 6 обеспечивают магнитный подвес с линейной характеристикой. При закреплении виброметра на вибрирующем объекте происходит относительное перемещение магнита 5 и обмоток 3 и 4, в которых наводятся ЭДС с частотой и амплитудой, пропорциональными частоте и амплитуде вибраций. 1 ил. (Л С XI О СА СО СЯ