1 2.3. Схема индуктивного датчика

Усилители. Большинство существующих вибродатчиков не в состоянии развить сигнал, достаточный для непосредственного приведения в действие измерительных и регистрирующих устройств. По этому для этих целей используют усилители.

Введение в схему усилителя не только сохраняет хорошие эксплуатационные свойства датчиков, но во многих случаях улучшает их и даже открывает новые возможности, такие например как: подавление помех с помощью отрицательной обратной связи, исправление частотной характеристики и др. Наиболее употребительные усилители на сопротивлениях. Такие усилители дают возможность получать большое постоянное усилие в диапазоне частот от 1-2 до нескольких тысяч герц.

Если аппаратура предназначена для измерения вибрации начиная с частоты 5-10 Гц, то вполне оправдано применение усилителей на трансформаторах с трансформаторным выходом на регистрирующие устройства.

Для усиления очень низких частот применяются усилители постоянного тока. К недостаткам таких усилителей относятся заметное влияние на постоянство усиления даже малой нестабильности питания.

Наиболее широкое распространение получают усилители с полупроводниковыми элементами – транзисторами.

Достоинства: долговечность, компактность, надежность.

Недостатки: затруднение при усилении низких частот, зависимость характеристик от перепада температур.

Осциллографы. Осциллографы, как самостоятельные приборы, выпускают двух типов: световые (шлейфовые) осциллографы и электронные осциллографы.

Световой (шлейфовый) осциллограф является основным и наиболее универсальным прибором для записи вибрации (рис. 12.4).

5

Рис. 12.4. Схема шлейфового осциллографа

Через проволочную петельку 1, находящуюся в поле сильного постоянного магнита 2, пропускается исследуемый ток, который взаимодействия с магнитным полем создает момент силы относительно точки упругого закрепления 4 петли и закручивает ее. Приклеенное к петле легкое зеркальце 3 отбрасывает луч света на равномерно вращающийся барабан 5 или движущуюся ленту, на которой получается в некотором масштабе запись тока в функции от времени.

Шлейфом называется как сама проволочная петелька, так и все устройство ее подвеса вместе с зеркальцем.

Электронный осциллограф служит главным образом для лабораторных исследований и наладки аппаратуры. След светового пятна от электронного луча трубки наблюдается на ее экране. При регистрации нестационарных процессов удобны трубки с послесвечением.

Современный электронный осциллограф является весьма универсальным прибором, при помощи которого можно производить различные измерения и наблюдения.

12.2. Измерение линейной и угловой скорости

Структура приборов для измерения скорости в значительной степени определяются типом и конструкцией измерительных приборов. Преобразование сигнала, пропорционально перемещению в сигнал, пропорционально скорости, достигается введением дифференциального звена, а преобразование сигнала пропорционально ускорению – введением интегрирующего звена.

Частотипный детектор измерителей скорости с измерительных приборов, работающими в режиме виброметра или акселерометра, определяются допустимыми ошибками дифференцирования или интегрирования. Если в приборе используют измерительный преобразователь (ИП) инерционного типа работающие в области частоты собственного резонанса, то их сигнал пропорционален скорости.

Рис.12.5. Преобразователь инерционного действия

Преобразователь инерционного действия (рис. 12.5) предназначен для измерения абсолютных параметров вибрации, состоит из упругого подвеса с элементом демпфирования и инерционного элемента. Инерционный элемент массой М подвешен на пружине, второй конец который закреплён в неподвижной точке.

При измерении вибрации сигналом может быть вибрация перемещения, вибрация скорости или ускорения.

Сигнал с измерительного прибора через согласующее устройство подаётся на измерительный усилитель.

Линейный участок амплитудно-частотной характеристики измерительного прибора инерционного типа, работающего в области частоты собственного резонанса, определяется степенью успокоения Q этого ИП. Линейный

	участок тем шире, чем больше Q. Однако увеличение успокоения приводит к снижению чувствительности ИП. Эти особенности ограничивают возможности применения пъезоэлектрических ИП, работающих в области собственного резонанса. Их применяют для измерения скорости узкополосных вибропроцессоров, спектр которых лежит в области собственной частоты ИП. Низкочастотная виброизмерительная аппаратура
Рис. 12.6.Амплитудно-частотная характеристика волосиметра

НВА-1 предназначена для измерения среднеквадратичных значений скорости в октавных полосах частот. Электрический сигнал, слитный с пъезообразователем, пропорционален ускорению колеблющегося объекта.

1 2 3 4 5 6 10 9 7 8	На схеме (рис. 12.7) обозначено: 1– измерительный преобразователь; 2 – преобразовательный усилитель; 3 – интегратор; 4 – фильтр верхних частот; 5 – измерительный усилитель; 6 – фильтр нижних частот; 7 – среднеквадратичный детектор; 8 – индикатор перегрузки; 9 – индикатор; 10 – калибратор.
Рис. 12.7. Структурная схема волосиметра 2510

Для преобразователя электрических сигналов в сигналы пропорциональные скорости, предусмотрен интегратор 3, преобразующий сигнал усилителя до величины необходимой для нормальной работы среднеквадратичного детектора и поступает на индикатор 9 отградуированный в децибелах.

Измерительная величина определяется суммированием показаний на делителях напряжения на индикаторе. Уровень вибрации по скорости в октавных полосах измеряют с помощью октавных фильтров. Для поддержания постоянного коэффициента усиления измерительного тракта в аппаратуре предусмотрена электрическая калибровка. Аппаратура имеет выход для подключения через приставку светолучевого осциллографа, а также выход для подключения анализирующих и регистрирующих приборов. Портативный прибор модели 2510, структурная схема которого приведена на рис. 12.7 предназначен для контроля уровня вибрации вращающихся машин, балансировки роторов в полевых условиях контроля качества изделий.

Сигнал с входа пъезоэлектрического ИП 1, пропорциональный ускорению поступает на предварительный усилитель заряда 2. Это позволяет использовать длинные соединительные кабели между ИП и прибором без снижения общей чувствительности. Сигнал предварительного усилителя 2 интегрируется интегратором 3, ограничивается по низкой частоте (в соответствии с рекомендациями ISO) фильтром верхних частот 4, усиливается усилитель 5, ограничивается фильтром нижних частот 6 по высокой частоте, детектируется среднеквадратичным детектором 7 и поступает на строчный индикатор 9. Быстродействующий индикатор перегрузки 8 реагирует на пики скорости которые могут перегрузить прибор. Для быстрой электрической калибровки прибора предусмотрен внутренний калибратор- генератор. 10 эталонного сигнала с частотой 80 Гц и регулировкой в пределах ±425. К прибору через специальные разъемы могут быть подключены внешние фильтры, позволяющие осуществлять частотный анализ измеряемых колебаний. Благодаря наличию низкоимпедансного выхода к прибору можно подключать различные самопишущие, регистрирующие и индикаторные приборы. В состав приборов также входит встроенное устройство для зарядки аккумуляторов. Помимо приборов с пъезоэлектрическими измерительными приборами для измерения скорости применяют приборы с ИП других типов: индукционных и индуктивных.