Способ калибровки виброизмерительной аппаратуры

 

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для калибровки виброизмерительной аппаратуры как в процессе настройки, так и при эксплуатации. Целью изобретения является повышение точности калибровки за счет исключения влияния на результат калибровки погрешности установки вькодного сигнала , управляемого напряжением генератора . Калибровку коэффициента передачи измерительного тракта производят по измеренным значениям коэффициентов передачи масштабного преобразователя при синфазном и противофазном возбуждениях путем изменения коэффициента передачи тракта. Полученное значение коэффициента передачи измерительного тракта не зависит от величины сигнала возбуждения и от фазовой погрепшости, так как сигнал возбуждения совпадает по фазе с сигналом, обусловленным вибрацией объекта, 2 ил. с б (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1372197 А1

151) 4 G 01 H 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц д

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ (57) Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для калибровки виброизмерительной аппаратуры как в процес(21) 4115094/ 24-28 (22) 30 ° 06.86 (46) 07.02.88. Бюл. М 5 (7i) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.А.Шурпач, В.В.Шкарупин, А.Л.Кочергин, А.Г.Струнин и Т.М.Самилов (53) 534.6(088.8) (56) Авторское -свидетельство СССР

Ф 1232950, кл. G 01 Н 1/08, 1984. се настройки, так и при эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности калибровки за счет исключения влияния на результат калибровки погрешности установки выходного сигнала, управляемого напряжением генератора. Калибровку коэффициента передачи измерительного тракта производят по измеренным значениям коэффициентов передачи масштабного преобразователя при синфазном и противофазном возбуждениях путем изменения коэффициента передачи тракта. Полученное значение коэффициента передачи измерительного тракта не зависит от величины сигнала возбуждения и от фазовой погрешно- с

Щ сти, так как сигнал возбуждения совпадает по фазе с сигналом, обусловленным вибрацией объекта. 2 ил.

13721

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для калибровки виброиэмерительной аппаратуры как н процессе настройки, так и при эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности калибровки за счет исключения влияния на результат калибровки погрешности установки выходного сигнала, управляемого напряжением генератора.

На фиг.l представлена структурная схема устройства, реализующего способ калибровки виброизмерительной ап- I< паратуры; на фиг.2 — схема формирователя опорного напряжения.

Устройство для калибровки виброизмерительной аппаратуры содержит пьезоэлектрический датчик 1, имеющий 2р рабочий 2 и калибровочный 3 пьезоэлементы. Пьезоэлемент 3 механически связан с рабочим элементом 2, к которому последовательно пОдсоединены усилитель 4 заряда. блок 5 обработки 25 и первый блок 6 индикации. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные усилитель 7 заряда, управляемый фазовращатель 8, формирователь 9 опорного напряжения, 30 масштабный преобразователь 10, выход которого подключен к калибровочному пьезоэлементу З,и к общему входу перного ключа 11, выходы которого, гервый непосредственно, а второй через инвертор 1?, подключены к первому входу фазового детектора 13, второй вход которого подключен к выходу усилителя 7 заряда, а выход соединен с управляющим входом управляемого фа- 4 эовращателя 8, источник 14 опорного напряжения, подключенный к опорному входу формирователя 9 опорного напряжения и к первому входу второго ключа 15, второй вход которого соединен 45 с общим проводом, а выход подключен к первому входу блока 16 сравнения, второй вход которого подключен к входу первого блока 6 индикации, а выход соединен с входом отсчетного бло- 50 ка 17, дополнительный пьезодатчик

18, расположенный по отношению к датчику 1 таким образом, что форма вибрационных колебаний на них одинакова. 55

Датчик 18 подключен к входу усилителя 7 заряда. Формирователь 9 опорыого напряжения состоит из последовательно соединенных регулятора 19

97 2 (фиг.?j, первого преобразонателя 20 переменного напряжения н постоянное и нычитателя 21, причем второй вход нычитателя 21 подключен к выходу второго преобразователя 22 переменного напряжения в постоянное, а выход соединен с входом усилителя 23 некомпенсации, выход которого подключен к управляющему входу регулятора 19.

Способ калибровки ниброизмерительной аппаратуры осущестнляют следующим образом.

Сигнал от дополнительного пьезодатчика 18 через усилитель 7 заряда поступает на входы управляемого фазовращателя 8 и к второму входу фазового детектора 13, второй вход которого подк:з ен через первый выход первого клича 11 к выходу масштабного преобразователя 10 ° При этом фазовый детектор 13 и управляемый фазовращатель 8 обеспечивают нулевой сдвиг фаз между сигналом возбуждения и сигналом, обусловленным вибрацией объекта.

Сигнал с выхода управляемого фаэовращателя 8 поступает на вход формирователя 9 опорного напряжения, выходное напряжение которого синфазно с сигналом, обусловленным вибрацией объекта.

Синфазность обеспечивается по параметру, который необходимо измерять (амплитудное, дейстнующее и так далее значения вибрации). В соответствии с этим, в состав формирователя 9 опорного напряжения включаются преобразователи 20 и 2? переменного напряжения в постоянное по одному из перечисленных параметров. Коэффициент передачи регулятора 10 изменяется с помощьи выходного напряжения усилителя 23 некомпенсации до тех пор, пока на обоих входах вычитателя 21 сигналы не сравняются.

При этом выходное напряжение формирователя 9 опорного напряжения равно напряжении источника 14 опорного напряжения ныход которого подключен через первый вход второго ключа 15 к первому входу блока 16 сравнения. Изменяя коэффициент передачи масштабного преобразователя 1О, добиваются выполнения следующего равенства: — (U + П К,г,„° = U,, 1372197

30 (В оКоб Км2)К

Момент равенства определяется с помощью блока 16 сравнения и отсчет- ного блока 17. Из последнего равенств ва определяют

Us

U обр м2 и подставляют в первое уравнение:

1-1ь K ofî Км1 (U Р ) в об М2

Ua

JÃ обр м2 откуда

К

К, (К„,+ К„,)

45 так как коэффициент передачи обратного пьезоэффекта есть величина постоянная для данного типа пьезоэлектрических датчиков. где И, — напряжение на вьмоде блока 5 обработки;

К вЂ” коэффициент обратного пьезообр эффекта;

U, — напряжение источника опорного напряжения;

U — амплитуда вибраций исследуемого объекта;

К„, — коэффициент передачи масш- " lp табного преобразователя 10;

К вЂ” коэффициент передачи измерительного тракта.

Момент равенства определяется с помощью блока 16 сравнения и отсчет- 15 ного блока 17.

Затем подключают вьмод масштабного преобразователя 10 через инвертор 12 и второй выход первого ключа 11 к второму входу фазового детектора 13. 20

При этом обеспечивается сдвиг фаз между сигналом возбуждения и сигналом, обусловленным вибрацией объекта, равный 180 . Кроме того, первый нход блока 16 сравнения подключается через 25 второй ключ 15 к общему проводу. Изменяя коэффициент передачи масштабного преобразователя 10, добиваются следующего раненства:

Калибровку коэффициента передачи измерительного тракта производят по прлученным значениям коэффициентов передачи масштабного преобразователя путем изменения коэффициента передачи тракта. Индикация результатов измерения после калибровки производится по блоку 6 индикации.

Полученное значение коэффициента передачи измерительного тракта не занисит от величины сигнала возбуждения .

Кроме того, так как сигнал возбуждения совпадает по фазе с сигналом, обусловленным вибрацией объекта, фазовая погрешность калибровки сведена к минимуму.

Формула изобретения

Способ калибровки виброизмерительной аппаратуры с пьезодатчиком, содержащим калибровочный элемент, заключающийся в том, что возбуждают ка-. либровочный элемент пьезодатчика синфазно, а затем противофазно с сигналом от вибрации объекта и измеряют сигнал, полученный на выходе рабочего пьезодатчика, по которому определяют коэффициент передачи измерительного тракта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, при синфазном возбуждении калибровочного элемента пьезодатчика сигнал возбуждения изменяют до равенства сигнала на выходе рабочего элемента пьезодатчика сигналу, получаемому с выхода источника опорного напряжения, и определяют масштабный коэффициент изменения, при противофазном возбуждении калибровочного элемента пьезодатчика сигнал возбуждения изменяют до равенства нулю сигнала на выходе рабочего элемента и измеряют при этом масштабный коэффициент изменения, а коэффициент передачи измерительного тракта определяют с учетом измеренных масштабных коэффициентов при синфазном и противофазном возбуждениях калиброночного элемента.

1372197

Puz 1

Составитель В.Евстратов

Редактор И.Николайчук Техред М.Дидык Корректор А.Тяско

Заказ 473/34

Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4