Способ поверки вибропреобразователя Советский патент 1993 года по МПК G01H17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки виброй мерительных преобразователей в процессе их эксплуатации.

Известен способ определения коэффициента преобразования (КП) виброизмерительных преобразователей (ЗИП), в котором применяют ВИП, выполненный из механически связанных пьезодатчика и калибровочного пьезоэлемента. Для определения КП проводят измерение вибрации объекта с помощью пьёзодатчика и дополнительное измерение, при котором проинвертированным сигналом пьёзодатчика возбуждают калибровочный пьезоэл мент и изменяют коэффициент передачи измерительного тракта пьёзодатчика до заданного значения.,,- :

Недостатком данного способа является необходимость применения усложненного специального ВИП с двумя пьезопреобра- зователями, а также невозможность умета изменения пьезомодуля, а соответственно и коэффициента преобразования калибровочного пьезоэлемента, что снижает точность определения КП.

ю

00

Известно устройство для определения КП виброизмерительного тракта, состоящее из пьезоэлектрического преобразователя, блоков согласования и усилителя, содержащее ВИП, имеющий рабочую и дополнительные пластины и установленный на объекте, блоки обработки, усиления, ото- браженШ информации и блок стабилизации перемёнйогЬ п| яжёния, на который пода- ется постоянное опорное напряжение. При определении КП измеряется с помощью рабочей пьезопластины суммарное механическое воздействие от вибрирующего объекта и дополнительной пьезопластины, возбуждаемой противофазным задаваемой вибрации напряжением. С помощью опорного напряжения создают минимальную вибрацию рабочей пьезопластины и в этом режиме подбирают номинальный КП блоков согласования и усиления.

Недостатком данного устройства является необходимость применения специального ВИП и снижения точности за счет изменения КП дополнительной пьезопластины..- .

Наиболее близким по сущности и принятым за прототип способом для определения КП является способ, Ё котором поверяемый ВИП подвергают гармониче- ,ской вибрации известного значения на фиксированной частоте, измеряют, выходной сигнал и по отношению выходного сигнала к известному значению вибрации определяют коэффициент преобразования.

Недостатком данного способа является необходимость задания гармонической вибрации известного значения на фиксированной частоте, что предполагает съем вибропреобразователя с места эксплуатации и его установку на поверочный вибростенд. Последнее усложняет процесс определения коэффициента преобразования и повышает. стоимость работ. .

Наиболее близким по технической сущ- но.сти и принятым за прототип является устройство для определения коэффициента преобразования, которое содержит поверочный вибростенд с размещенными на нем образцовым и поверяемым вибропреобразователями, выходы которых соединены с входами согласующих усилителей, а выходы согласующих усилителей соединены со средствами измерения напряжения.

Известное устройство работает следующим образом.

Возбуждают вибростенд гармоническим сигналом фиксированной частоты. Задают с помощью .образцового вибропреобразователя определенное значение параметра вибрации, измеряют напряжение с выхода поверяемого вибропреобразователя и по отношению выходного напряжения к значению параметра вибрации определяют коэффициент преобразования ВИП.

Недостатком данного устройства является необходимость демонтажа поверяемого ВИП с места эксплуатации и установки на поверочный вибростенд, а также требова0 ние к возбуждению вибростенда гармоническим сигналом.

Целью изобретения является упрощение процесса определения коэффициента преобразования ВИЛ и повышение эконо5 мичности за счет исключения операции демонтажа ВИП с объекта.

Цель достигается за счет того, что в способе определения коэффициента преобразования ВИП, основанном на воздействии

0 на ВИП вибрацией известной величины на фиксированной частоте, воздействие осуществляется широкополосной вибрацией, воспроизводимой объектом, вибрацию которого измеряет ВИП в процессе эксплуатации, определяют значение выходного сигнала вибропреобразователя на упомянутой частоте объекта, а коэффициент преобразования определяют по формуле

v - Uln

А .

где Din - значение амплитуды выходного сигнала ВИП на фиксированной частоте, на которой определяют коэффициент преобра5

0

зования;л

А

а

Ulo Ко

-амплитуда вибрации, воспро0

5

0

изводимой объектом;:

Oi0 - значение амплитуды выходного сигнала образцового ВИП на той же фиксированной частоте; .

Ко - значение коэффициента преобразования образцового ВИП.

Заявителю неизвестны способы определения коэффициента преоразования ВИП, в которых бы на ВИП воздействовали широкополосной вибрацией, воспроизводимой объектом, вибрацию которого измеряет ВИП в процессе эксплуатации, при этом о.пределение коэффициента преобразования производится на фиксированной частоте вибрации объекта. Такой подход позволяет исключить из процесса определения коэффициента преобразования поверочный вибростенд и необходимость демонтажа ВИП с объекта. Таким образом, этот отличительный признак позволяет достичь цели изобретения и придает заявляемому техническому решению существенные отличия.

Кроме того, цель достигается за счет того, что устройство для определения коэффициента преобразования ВИП, содержащее основание с закрепленным на нем источником, вибрации, два согласующих усилителя, входы которых соединены с выходами образцового и поверяемого вибро- преобразователей, и два средства измерения напряжения, снабжено двумя узкополосными фильтрами, настроенными на частоту

пf

60

где п - основная (может быть число оборотов в минуту) частота источника вибрации, при этом входы фильтров соединены с вы ходами согласующих усилителей, а их выходы - с входами средств измерения напряжения.

Заявителю неизвестны устройства, в которых бы для определения коэффициента преобразования .ВИП, установленного на объекте, вибрацию которого он измеряет в процессе эксплуатации, из широкополосной вибрации объекта посредством узкопо- лосных фильтров выделялся усиленный согласующими усилителями сигнал основной частоты этого объекта. Это позволяет использовать вместо поверочного вибростенда широкополосную вибрацию объекта, которую измеряют ВИП в процессе эксплуатации, и при определении коэффициента преобразования исключить процесс демонтажа ВИП,.

Зтот отличительный признак придает устройству существенное отличие.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство (см, фиг Л) содержит работающий механизм 1, платформу 2, вибрацию которой в процессе работы измеряет поверяемый вибропреобразователь 3, образцовый вибропреобразователь 4, согласующие усилители 5 и 6, узкополосные фильтры 7 и 8, настроенные на выделение частоты п/60, где п - основная частота работающего механизма 1 (может быть число оборотов в минуту), средства измерения напряжения 9 и 10.

Способ реализуется предлагаемым уст- ройством следующим образом. Образцовый вибропреобразователь 4 устанавливается рядом с поверяемым 3. При невозможности установки рядом и наличии соответствующей конструкции образцовый вибропреоб- разователь 4 может быть установлен на поверяемый 3 с помощью мастики, клея. Механизм 1 включается и выводится на рабочий режим, после чего на выходе вибро- преобразозателей 3 и 4 появляются широкополосные по частоте выходные сигналы, которые усиливаются с помощью согласующих усилителей 5 и 6 и подаются на узкополосные фильтры 7 и 8. Последние из широкополосного спектра выделяют сигнал на основной частоте (например, оборотная частота вращения механизма, первая резонансная частота колебаний конструкции). С помощью средств 9 и 10 измерения напряжения измеряются амплитуды этих сигналов, после чего по формуле (1) определяется требуемый коэффициент преобразования.

Техническое решение для определений коэффициента преобразования вибропреобразователей являётся экономичнее всех существующих технических решений, в том числе и прототипа, за счет исключения расходов, связанных с доставкой демонтированных ВИП в метрологические центры. Способ поверки является единственным для вибропреобразователей с неразъемным выходным электрическим кабелем, который уложен в общий жгут кабелей, а также для ВИП, расположенных в труднодоступных местах.

В соответствии с чертежом был изготовлен макет устройства, который состоял из поверяемого вибропреобразователя, образцового, согласующих усилителей, фильтров и средств измерения напряжения. Результаты исследования макета приведены в протоколе определения коэффициента преобразования ВИП способом бездемон- тажной поверки. В процессе эксперимента были определены коэффициенты преобразования четырех комплектов ВИП + согласующий усилитель. Погрешность определения не превышает 10%. . Формула изобретения

Способ поверки вибропреобразователя, заключающийся в том, что воздействуют на поверяемый вибропреобразователь вибрацией, определяют значение амплитуды А воздействующей вибрации образцовым вибропреобразователем, определяют значение выходного сигнала иВых вибропреобразователя, вычисляют значение К коэффициента преобразования вибропре-,

образователя по зависимости К - -|-- ,

отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости периодической поверки, пери одическую поверку вибропреобразователя осуществляют в процессе его эксплуатации.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки виброизмерительных преобразователей в лроцессе их эксплуатации. Цель изобретения - упрощение и повышение экономичности процесса определения коэффициента. Цель достигается за счет того, что в способе определения коэффициента преобразования вибройзме.. -, 2 -.- -,...-..;-,..... рительного преобразователя (ВИП)., основанном на воздействии на ВИП вибрацией известной величины на фиксированной частоте, воздействие осуществляется широкополосной вибрацией, воспроизводимой объектом, вибрацию которого измеряют ВИП в процессе эксплуатации, определяется значение выходного сигнала ВИП на упомянутой частоте оэъекта, а коэффициент преобразования находится по формуле. Устройство для осуществления способа измерения коэффициента преобразования, содержащее основание с закрепленными на нем источником вибрации, два согласующих усилителя, входы которых соединены с выходами образцового и поверяемого вибропреобразователей, и два средства измерения напряжения, снабжено двумя узкополосными фильтрами, настроенными на частоту п/60, где п - основная (число оборотов в минуту) частота источника вибрации, при этом входы фильтров соединены с выходами согласующих усилителей, а их выходы - с входами средств измерения напряжения. 1 ил. t/v С 4 Ю