Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Приемники колебательного ускорения – акселерометры. Конструкция вибродатчиков.





В соответствии с особенностями преобразования они являются приемниками смещения, скорости и ускорения. Так как для гармони­ческих колебаний эти параметры связаны между собой, приемник лю­бого типа может быть использован для измерений. Однако целесообраз­но применять приемник именно того типа колебаний, который подлежит измерению. Наибольшее распростра­нение получили пьезоэлектрические приемники ускорения (рис.7.2), так как на частотах свыше нескольких килогерц величины смещений и ско­ростей даже при самых интенсивных колебаниях конструкций становятся чрезмерно малыми.

. в)

Рисунок 7.2. Конструкции пьезоэлектрических акселерометров с верхним (а) и боковым (б) выводами.

1 - выходной разъем; 2 — прижимная пружина; 3 ~ корпус; 4 — инерционная масса; 5 — основа­ние; 6 - пьезоэлектрические шайбы,7 — электрод

Наиболее распространенными приемниками вибраций явля­ются акселерометры пьезоэлектрического типа. При колебаниях поверхности тела, на котором закреплен пьезоприемник, на его обкладках из-за прямого пьезоэффекта возникает электрическое напряжение. При небольших размерах (5 — 20 мм) и массах (3 — 30 г) такие приемники имеют постоянную чувствительность по ускорению от самых низких частот до значений 0,3 — 0,5 резонан­сной частоты, составляющей 30 — 80 кГц.

Такая конструкция (с пьезоэлементом в виде двух шайб) дает возмож­ность получить высокую чувстви­тельность в широком диапазоне час­тот. На рис. 7.3 приведена типовая частотная характеристика приемника вибраций. Для получения правильных и стабильных резуль­татов измерений имеет значение характер крепления приемника к измеряемому объекту.

 

Рисунок 7.3. Частотная характеристика чувствительности виб­роприемника (чувствительность в децибелах относительно 1 мВ/g ).

 

Идеальная диаграмма направленности — зависимости чувстви­тельности виброприемника от угла между направлением вибраций и направлением максимальной чувствительности показана на рис. 7.4. Причиной различия видов расчетной и измеренной диаграмм является так называемая боковая чувствительность виброприемника. Она возникает за счет несовершенства внутренней структуры пьезокерамики или за счет некачественной сборки, на­пример, перекосов керамического элемента.

Рисунок 7.4. Зависимость чувст­вительности виброприемни­ка от угла между направле­нием вибраций и направле­нием максимальной чувстви­тельности: а — расчетная; б — измеренная.

Статическую чувствительность виброприемника можно рассчи­тать по формуле

,

где dik— пьезоэлектрическая константа материала;

h— высота пьезоэлемента;

Сп — скорость распространения звука в пьезоэлементе.

Приемники рассмотренной конструкции имеют вес от 2 до 30 г.

Пьезоакселерометры удобны еще и тем, что их можно исполь­зовать так же, как приемники колебательной скорости и смеще­ния. В современных виброизмерительных устройствах (вибромет­рах) обычно предусматривают переключатель, позволяющий из­мерять ускорение, скорость и смещение по показаниям одного приемника ускорений. Для этого на электрическом выходе при­емника устанавливаются две последовательные интегрирующие цепочки RC. Непосред­ственно на выходе приемникаускорения напряже­ние Ul =ξ/Мξ (где Мξ - постоянна в полосе рабо­чих частот). После пер­вой интегрирующей це­почки напряжение U2 = (ξМξ)/(ωR1 C1 ) = Мξξ. После вто­рой интегрирующей цепоч­ки U3 = (ξМξ)/(ωR2 C2) = Мξξ.

Заметим, что U3 << U2<< U1,так как условием работы интегрирующих цепочек являются: R1>> 1/ω C1 и R2>> 1/ω C2, где берется угловая частота для нижней границы диапазона. Поэтому выходное напряжение при измерении смеще­ния будет существенно меньше, чем при измерении ускорения.

 

 

40) Особенности измерения вибраций. Измерение удара. Крепление вибродатчиков. Влия­ние массы приемников вибрации на измерение параметров вибрации. Вибростенды. Ударные машины.

 

При измерении вибрации твердых тел необходимо учитывать, что в последних распространяются не только продольные волны, но и поперечные волны и поверхностные (волны Релея) при ограниченных размерах твердых тел, изгибные и т.д.

Помещать приемники внутрь твердого тела нереально, поэтому обычно измеряют колебания граничных поверхностей, называемые вибрацией. При акустических измерениях коле­баний твердых тел используют приемники, реагирующие на вибра­ции — емкостные, индуктивные и пьезоэлектрические виброприемни­ки. Различают приемники колебательного смещения, колебательной скорости (велосиметры) и колебательного ускорения (акселерометры).

 







ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.