Вимірювання вібрації і вібровимірювальна апаратура

 

У даний час для вимірювання вібрацій застосовуються різні прилади електронної техніки. Їх різновидів дуже багато. Але загальну схему їх можна подати у вигляді (рис. 6.5):

 

 

 

 

Рисунок 6.5 - Схема вимірювання вібрації:

1 - вимірювальний перетворювач (вібродатчик);

2 - попередній підсилювач;

3 - реєструючий прилад

 

Як первинні вимірювальні перетворювачі найбільш поширені в даний час такі перетворювачі:

1) ємнісні;

2) індукційні;

3) п'єзоелектричні.

Недоліком ємнісних датчиків є їх низький захист від перешкод. Тому їх застосування обмежено. Використовуються вони в основному лише у випадках, коли неприпустимий вплив датчиків на поверхню, що коливається (іншими словами, безконтактні вимірювання).

При установці перетворювача ємності на певній відстані від випробовуваного об'єкта між ними утворюється повітряний конденсатор, який заряджається сталою напругою 200 вольт від попереднього підсилювача.

У результаті вібрацій випробовуваного об'єкта виникає змінна напруга, пропорційна величині вібропереміщення.

Індукційні датчики на відміну від ємнісних відрізняються підвищеною перешкодостійкістю і надійністю. Але ці датчики можуть застосовуватися лише при невеликій частоті вібрацій (не більше 500 Гц).

Недоліком їх також є значні габарити і маса. Це, у свою чергу, призводить до спотворення результатів вимірювань через дію датчиків на поверхню, що коливається.

Для вимірювання вібраційних прискорень на високих частотах (верхня межа вимірювань досягає 15-20 кГц) найбільше розповсюдження отримали п'єзоелектричні перетворювачі віброприскорення – акселерометри.

Вібродатчик акселерометра складається з двох п'єзоелектричних дисків, на яких закріплена важка маса.

Ця маса заздалегідь навантажена жорсткою пружиною. При вібраціях маса створює змінні зусилля на п’єзоелементі, пропорційні віброприскоренню. Внаслідок п'єзоефекту на обкладинках дисків виникає змінна напруга, пропорційна прикладеному зусиллю, а отже, вібро прискоренню.

Тести для самоконтролю

 

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь.

 

1 Що таке вібрація:

· це рух механічної системи або точки, при якому відбувається почергове зростання або спадання в часі хоча б однієї з координат;

· це циклічний рух механізмів;

· це неврівноважений зовнішній силовий вплив елементів, що обертаються;

· це не керовані періодичні рухи робочого місця або інструмента, що проводять до швидкого стомлення працівників?

2 За якими ознаками класифікуються вібрації:

· за способом передачі, напрямком дії, джерелом виникнення;

· за джерелом виникнення, частотою, амплітудою;

· за напрямком, швидкістю, частотою;

· за способом передачі, джерелом виникнення, за призначенням?

3 Які з перелічених параметрів характеризують вібрацію:

· амплітуда вібропереміщення;

· амплітуда коливальної швидкості;

· амплітуда коливального прискорення;

· амплітуда частоти;

· амплітуда періоду?

4 Від чого залежить результат впливу вібрації на організм людини:

· від величини коливальної енергії, поглиненої тілом людини;

· від рівня віброшвидкості робочого місця, де працює людина;

· від виду виконуваних робіт;

· від виду інструмента, яким працює людина?

5 Які з перелічених симптомів є симптомами вібраційної хвороби:

· атрофія м'язів;

· утрата чутливості сухожиль;

· утрата чутливості нервових закінчень;

· підвищена ламкість волосся, нігтів?

· утрата пружності кровоносних судин і рухливості сухожиль?

6 Які параметри вібрації нормуються:

· віброприскорення;

· віброшвидкість;

· вібропотужність;

· віброчастота?

7 Що являє собою коливальна система із зосередженими параметрами:

· це система, у якій елементи пружності, маси і тертя відділені одне від іншого;

· це система, у якій коливальні елементи обов'язково взаємодіють;

· це система, у якій коливальні елементи не залежать одне від одного;

· це система, у якій можливий резонанс між коливальними елементами?

8 Від яких з названих показників залежить амплітуда коливальної швидкості в коливальній системі:

· від імпедансу коливальної системи;

· від величини сили, що діє;

· від активності подразника;

· від часу впливу?

9 У якому з названих методів зниження вібрації використовується явище перетворення енергії механічних коливань в інші види енергії:

· вібродемпферування;

· віброгасіння;

· віброізоляція;

· боротьба з вібрацією у джерелі виникнення?

10 У якому з названих методів зниження вібрації користуються введенням у коливальну систему додаткового пружного зв'язку:

· віброізоляція;

· віброгасіння;

· боротьба з вібрацією в джерелі виникнення;

· вібродемпферування?

11 У якому з названих методів зниження вібрації здійснюється за рахунок введення в систему додаткових реактивних ампедансів:

· віброгасіння;

· боротьба з вібрацією в джерелі виникнення;

· віброізоляція;

· вібродемпферування?

12 Які віброізолятори застосовуються для ізоляції високих частот:

· гумові;

· пружинні?

13 Чим підтверджується актуальність захисту від виробничих вібрацій:

· зниженням металоємності машин;

· підвищенням швидкохідності машин;

· підвищенням одиничної потужності машин;

· підвищенням продуктивності машин?

Лекція 7