Устройство для измерения параметров вибрации Советский патент 1978 года по МПК G01H11/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров низкочастотной вибрации, например сейсмических колебаний.

Известны устройства для измерения параметров вибрации с помощью индукционного вибропреобразователя, в которых частотная характеристика вибропреобразователя .корректируется за счет изменения параметров его мех.анической системы с помощью обратной связи ло скорости или но смещению ,1.

Наличие обратной связи только по одному параметру не позволяет существенно улучшить характеристики индукционного вибропр еобразователя при заданных конструктивных размерах.

Наиболее близким к изобретению по техиической сущности является устройство для измерения параметров вибрации, содержащее индукционный преобразователь с подвижной измерительной катушкой, охваченной цепью обратной связи по скорости и смещению, включающей интегрируюи;ее звено, делитель напряжения и усилители 2J.

Однако в этом устройстве нри колебаниях объекта, иа котором устанавлен индукционный цреобразователь, представляющий собой подвижную измерительную катушку.

помещенную в магнитном поле, создаваемом магнитной системой преобразователя, в подвижной катушке индуцируется напряжение, пропорциональное скорости смещения

катушки относительно магнитной системы. Для получения напряжения, пр01порционального амплитуде смещения катушки, напряжение, снимаемое с нее, интегрируется и подается на один из усилителей цепи обратной связи. На второй усилитель этой цени иодается напряжение с делителя нанрялчения. Выходы обоих усилителей подключены к входам третьего усилителя цени обратной связи, нагрузкой которого является

дополнительная обмотка подвижной катушки или жестко связанная с измерительной и помещенная в то же магнитное ноле дополнительная катушка. Протекающий iB дополнительной обмотке

(катушке) ток взаимодействует с магнитным полем преобразователя, в результате чего возникает дополнптельная сила, пропорциональная скорости и смещению измерительной катушки. Воздействне этой силы

эквивалентно изменению коэффициента унругости массы подвнжной спсте.мы преобразователя.

Чувствительность индукционного нреобразователя в основном оиределяетея величииой индукции магннтного нотока, в который помещена измерительная катушка, а также числом витков этой катушки, причем чувствительность тем выше, чем больше индукция и число витков.

В реальной конструкции число витков из:ме|рительнОЙ катушки ограничено величиной зазора магнитной системы -преобразователя, определяюш,ей -величину индукции магнитного потока. Введение дополнительной обмотки для осуш,ествления о-братной связи приводит к уменьшению числа витков измерительной катушки, т. е. к уменьшению чувствительности преобразователя,i

При осуш,ествлении обратной связи с помощью дополнительной катушки в магнитной системе быть второй зазор, аналогичный основному, для размещения в нем дополнительной катушки. Введение второго зазора уменьшает величину индукции магнитного потока, а следовательно, и чувствительность.

Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию, а наличие большого количества гибких выводов, обеспечивающих подключение этих обмоток к измерительным цепям и цепям обратной связи, снижает надежность преобразователя.

Целью изобретения является упрощение устройства, .повышение его чувствительности и надежности.

Для этого предлагаемое устройство для измерения параметров вибрации снабжено тремя резисторами, включенными последовательно и образующими с измерительной катушкой сбалансированный мост, к одной из диагоналей которого подключены соответствующие входы нерво-го усилителя цепи обратной связи, интегрирующее звено и делитель напряжения подключены своими входами к выходу первого усилителя, а выходами - к соответствующим входам второго усилителя цепи обратной связи, выход которого подключен к второй диагонали сбалансированного моста.

На чертеже приведена нринципиальная схема устройства.

Оно содержит индукционный преобразователь 1 с подвижной .измерительной катушкой 2, включенной в одно из плеч сбалансированного моста 3, составле-ниого из последовательно соединенных резисторов 4, 5 и 6. Одна из диагоналей этого моста подключена к соответствующим входам первого усилителя 7 цепи обратной связи. К выходу усилителя 7 подключены интегрирующее звено, образованное резистором 8 и ко«денсаторо-м ,9, и делитель напряжения, состоящий из резисторов 10 и И. Выходы инт1егрирующего звена и делителя напряжения -подключены к соответствующим входам второго усилителя 12, выход которого подключен к другой диагонали сбалансированного моста 3. Элементы 4-12

образуют цепь о-братной связи по скорости и смещению.

Устройство работает следующим образом. Индуцируемое при наличии колебаний в измерительной катушке 2 напряжение снимается с одной из диагоналей моста 3 и подается на ycилитev ь 7. На выходе этого усилителя напряжение пропорционально скорости смещения измерительной катушки 2. Это напряжение интегрируется для получения напряжения, пропорционального смещению катушки 2, и подается на один из входов усилителя 12, а на второй вход этого усилителя подается напряжение с делителя, пропорциональное скорости. С выхода усилителя 12 напряжение подается на другую диагональ моста 3 как напряжение обратной связи. Мост 3 выполнен сбалансированным, поэтому ток, протекающий по

измерительной катущке 2, определяемый усилителем 12, не влияет на напряжение, снимаемое с диагонали моста 3, подключенной к входам усилителя 7. На выходе этого усилителя напряжение всегда пропорционально только скорости смещения подвижной измерительной катушки 2, вызванного действием вибрации независимо от полярности и глубины обратной связи. Использование индукционного преобразователя, охваченного обратной связью по скорости и смещению, имеющего только одну обмотку, позволяет при тех же конструктивных размерах увеличить число витко-в катушки и тем самым повысить чувствительность устройства, упростить его конструкцию и повысить за счет уменьшения количества гибких выводов подвижной катушки надежность его в работе.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров

вибрации, содержащее индукционный преобразователь с подвижной измерительной катушкой, охваченный цепью обратной связи по скорости и смещению, включающей интегрирующее звено, делитель напряжеиия и усилители, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, повышения его чувствительности и надежности, оно снабжено тремя резисторами, включенными последовательно и образующими с измер1ггельиой катушкой сбалансированный мост, к одной из диагоналей которого подключены соответствующие входы первого усилителя цепи обратной связи-, интегрирующее звено и делитель напряжения подключены своими входами к выходу первого усилителя, а выходами - к соответствуюЩ|Им входам второго усилителя цепи обратной связи, выход которого подключен к второй диагонали сбалансированного моста. 1. Иориш Ю. И. газ, 1963, с. 613. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Виброметрия. М., Маш-2. Авторское свидетельство СССР № 291105; кл. G 01Н 1/06, 1965.