Приборы измерения вибрации

 

            Для измерения параметров вибрации применяют приборы различных конструкций- виброметры и вибрографы. Принцип действия виброметра заключается в преобразовании механических колебаний исследуемого объекта в пропорциональные им электрические сигналы. Эти сигналы усиливаются электронным усилителем и измеряются индикатором. Частотный анализ вибраций аналогичен вышеописанному частотному анализу шумов. Виброграф позволяет записать на диаграммной бумаге зависимость координаты колеблющейся точки исследуемого объекта от времени. Вибрографы используются редко из-за сложности обработки полученной информации.

            В зависимости от типа используемого датчика виброметры могут быть контактными и бесконтактными. Основным недостатком контактных датчиков является их влияние на параметры вибрации. По принципу действия контактные датчики могут быть электромагнитными, пьезоэлектрическими, конденсаторными, тензорезисторными и т.д.

            Электромагнитные датчики преобразуют колебания закрепленной на объекте стальной мембраны в электрический сигнал. Частотный диапазон датчиков от 16 Гц до 16 кГц. Выходное напряжение пропорционально скорости движения вибрирующей поверхности.

            Принцип действия пьезоэлектрического датчика состоит в возникновении электрического напряжения на поверхности материалов, подвергающихся периодическому сжатию и растяжению. Напряжение датчика пропорционально скорости движения вибрирующей поверхности в диапазоне частот от единиц до сотен Гц.

            Конденсаторный датчик является электрическим конденсатором. Одна обкладка конденсатора закреплена на вибрирующей поверхности, а другая неподвижна. В процессе вибрации изменяется электрическая емкость конденсатора. Ее изменение пропорционально смещению вибрирующей поверхности. Электронная схема виброметра представляет собой измеритель электрической емкости и устройство вычисления производной от измеренного сигнала.

Тензорезисторный датчик представляет собой напыленные на пленку из электроизоляционного материала никелевые дорожки. Пленка с напыленными дорожками наклеивается на исследуемую поверхность. При вибрации поверхности пленка деформируется, а являющиеся тензорезистором никелевые дорожки изменяют сопротивление электрическому току.

Примером неавтоматического прибора для исследования параметров вибрации с пьезоэлектрическим датчиком является представленный на рис. 18 измеритель шума и вибрации ВШВ – 003 – М3. Основные достоинства и недостатки этого прибора описаны в предыдущем разделе.

Далее на рисунке приведен внешний вид более современного прибора для измерения параметров вибрации – виброметра ШИ-01В. Данный прибор обеспечивает все виды измерений по действующим санитарным нормам. Виброметр оснащен датчиками для исследования общей (воздействующей на ноги) и локальной (действующей на руки) вибрации. Виброметр обладает следующими особенностями и преимуществами:

 

Рис. Виброметр ШИ-01В

 

Прибор позволяет измерять виброскорость и виброускорение в октавных и третьоктавных полосах частот диапазона 0,8 – 1400 Гц, а также автоматически вычисляет эквивалентный, текущие и корректированные уровни виброскорости, учитывающие зависимость чувствительности человеческого организма от частоты вибрации.

Применение современной элементной базы и цифровой обработки сигнала значительно упростило и ускорило процесс измерения характеристик вибрации. Энергонезависимая память может хранить результаты нескольких сотен измерений, которые могут впоследствии передаваться в персональный компьютер для оформления протоколов.

Большой графический дисплей демонстрирует данные измерения в удобном виде, как в цифровой форме, так и в виде аналоговых индикаторов. Для работы в условиях плохой освещенности дисплей имеет подсветку.

Для дистанционного измерения параметров вибраций наиболее распространено использование лазерных датчиков. Их принцип действия заключается в следующем. На вибрирующую поверхность направляется пучок лазерного излучения. Отраженные от поверхности лучи с помощью оптической системы совмещаются с частью неотраженных лучей на приемной  площадке преобразователя светового потока в электрический сигнал. Происходит интерференция двух световых потоков. Это изменяет мощность преобразуемого светового потока при смещении вибрирующей поверхности. Данный метод позволяет с очень высокой точностью определять параметры вибраций с амплитудой не более 1/2 длины волны излучения лазера, что соответствует десятым долям мкм. Для измерений вибраций большей амплитуды известны ультразвуковые, микроволновые и др. датчики.

 


Сборник Промокодов ЛитРес на получение книг.Пополняется
Сборник Промокодов ЛитРес на получение книг.Пополняется


iTunes Gift Card $5 - USA (Digital Code)
iTunes Gift Card $5 - USA (Digital Code)


Промокод Aori на 10000 рублей для Google и Яндекс
Промокод Aori на 10000 рублей для Google и Яндекс