Ультразвуковой виброметр

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения амплитуды механических колебаний объекта, и можетбыть использовано для измерения относительных виброперемещений,металлических или металлизированных поверхностей различных объектов, например ультразвуковых преобразователей.Цель изобретения - повышение точности измерений,На чертеже представлена структур:ная схема ультразвукового виброметра. 15Ультразвуковой виброметр содержит: последовательно включенные автогене,: ратор 1, усилитель-дискриминатор 2,частотный детектор 3, Фильтр 4 высоких частот, первый амплитудный детектор 5, Фильтр б низких частот,:частотного детектора 3, второй амплитудный детектор 7, вход которого:соединен с выходом Фильтра б низких 25частот, делитель 8, входы которогоподключены к выходу первого детектора 5, и выходу второго детектора 7,индикатор 9, подключенный к выходуделителя 8, конденсатор 1 О, подключенный к автогенератору 1 последова-тельно с параметрическим датчиком11 смещений емкостного типа и коммутатор 12, подключенный параллельноконденсатору 10,35Датчик 11 смещений представляетсобой металлическую пластину, установленчую на некотором расстоянииот колеблющейся певерхности. Коммутатор 12 периодически (с низкой частотой) замыкает контакты конденсатора 1 О, В результате этого датчикпериодически оказывается подключенным либо непосредственно к контуруавтогенератора, либо через конденсатор 10,Ультразвуковой виброметр работает следующим образом.В соответствии с изменением зазора между датчиком 11 и колеблющейся50 поверхностью изменяется емкость датчиКа, что приводит к изменению мгновенного значения частоты сигнала автогенератора 1, так как емкость датчика 11 входит в состав колебательного контура автогенератора.Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 поступает на вход усилителя-дискриминатора 2, в котором происходит его усиление и устранение сопутствующей амплитудной модуляции. С выхода усилителя-дискриминатора сигнал поступает на вход частотного детектора 3, где происходит его детектирование. Таким образом, изменение емкости датчика 11 преобразуется в электрический сигнал.Включение конденсатора емкостью С последовательно с датчиком эквивалентно увеличению зазора между пластиной датчика и поверхностью объекта на величину Ь с 1, которая равнаМ ЕЕБСКак видно из формулы, величина эквивалентного изменения зазора не зависит ни от величины зазора между датчиком и поверхностью объекта, ни от чувствительности схемы, а определяется только площадью Я рабочей поверхности датчика, емкостью конденсатора С и относительной диэлектрической проницаемостью среды С . Так как все эти величины не изменяются в процессе измерения, то величина эквивалентного изменения зазора использована в качестве эталона для измерения амплитуды ультразвуковых колебаний.При работе коммутатора на выходе частотного детектора присутствуют два сигнала; переменное напряжение ультразвуковой частоты, амплитуда которого пропорциональна амплитуде ультразвуковых колебаний объекта, и прямоугольные импульсы, амплитуда которых пропорциональна величине.эквивалентного изменения зазора М .Ультразвуковой .сигнал выделяется фильтром 4 высоких частот и детектируется первым амплитудным детектором 5. Низкочастотные прямоугольные импульсы выделяются фильтром б низких частот и детектируются вторым амплитудным детектором 7. С выхода первого амплитудного детектдра 5 напряжение, пропорциональное амплитуде ультразвуковых колебаний, подается на первый вход делителя 8. С выхода второго амплитуДного детектора 7 напряжение, пропорциональное величине эквивалентного изменения зазора Д Й, подается на второй вход делителя.Таким образом, выходное напряжение делителя, которое подается на индикатор 9, является результатом сравнез 14289ния измеряемой амплитуды с эталономи не зависит нн от величины зазорамежду датчиком и объектом, ни отчувствительности частотного детекто 5ра и всей предшествующей схемы. Формула изобретения Ультразвуковой виброметр, содержа Ощий поСледовательно соединенные автогенератор, усилитель-дискриминатор,частотный детектор, фильтр высокихчастот, первый амплитудный детектор,делитель, первый вход которого соединен с выходом первого амплитудного Составитель А,Кулик Корректор С.Шекмар/37 Тираж 524ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушска Заказ 511 Подписноеитета СССРкрытийнаб., д. едприятие, г. Ужгород., ул, Проектная,графическое,Производственно едактор А.Шандор Техред М.Дидык детектора, и индикатор, а такжефильтр низких частот, вход которогосоединен с выходом частотного детектора, и параметрический датчик смещений, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерений, он снабжен конденсатором,включенным между параметрическим дат.чиком смещений емкостчого типа и автогенератором, коммутатором, подключенным параллельно конденсатору, и вторым амплитудным детектором, вход которого соединен с выходом фильтранизких частот, а выход - с вторымвходоя делителя.