Виброметр

УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.Авторское свф 454420, кл. С 012. Виброметр типаппаратуры фирмы "Б978 (прототип).(54) (57) ВИБРОМЕТР, содержащий оптический датчик вибрации, подключенные к нему каналы измерения величиныи скорости вибрации с индикаторами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения числа контроли"руемых параметров, датчик выполненв виде подключенного к источникуопорного напряжения полупроводникового сканистора, канал измерения скорости вибрации выполнен в виде геНератора линейно изменяющегося напряжения, подключенного через дифферецирующий трансформатор к сканистору,и последовательно соединенных с генратором дифференциатора, одновибратора, счетчика импульсов и индикатора скорости, канал измерения величины вибрации выполнен в виде подключенного к трансформатору триггера, к выходам которого подключеныдве идентичные измерительные цепи,каждая из которых состоит из схемы,сравнения, схемы задержки, второйвход которой подключен к второму .выходу триггера, блока памяти, выходом подключенного к второму входусхемы сравнения, подключенного к второму выходу схемы задержки измерителя временного интервала, выход ко"торого через схему сравнения соединен с индикатором величины вибрации,вторые входы схем сравнения обеихцепей соединены с источником напряжения отсчета, а выходы схем задерж"ки обеих цепей подключены к входамсчетчика импульсов.1 087Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть применено для измерения параметров вибрации и анализа вибрационпого состояния различных конструкций.Известно устройство для измеренияколебаний объектов, содержащее одинили два источника света, оптическуюсистему, фотоприемники, электронныеусилители соответствующего типа иэлектронные схемы регистрации,Такие системы позволяют измерятьугловые или поперечные смещения,амплитуду и скорость вибрацииГ 1.Однако результат измерений зависит от размывания светового пятна на.поверхности фотоприемника иэ-за дифракции света на исследуемом объекте,а наличие двух фактических независи-.мых регистрационных оптических иэлектронных систем при необходимостиувеличения числа контролируемых параметров повышает громоздкость устройства; кроме того, объем информации о вибрационном состоянии контролируемого объекта недостаточный.Наиболее близким к изобретению является виброметр, содержащий оптичес.кий датчик вибрации, подключенные к30нему каналы измерения величины и.скорости вибрации с индикаторами 2 .Недостатками виброметра являются обязательный механический контактдатчика с исследуемой конструкциейв месте измерения вибрации, что не 35всегда возможно,и необходимостьбольшого объема измерений для получения информации о многокоординатныхпараметрах вибрации; кроме того,виброметр, не применим для контроля- 40вибрационного состояния установок,расположенных в загазованных и взрывоопасных помещениях.Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров.Поставленная цель достигаетсятем, что в виброметре, содержащемоптический датчик вибрации, подключенные к нему каналы измерения величины и скорости вибрации с индикаторами, датчик выполнен в виде под-ключенного к источнику опорного напряжения полупроводникового сканистора,канал измерения скорости вибрации 55выполнен в виде генератора линейноизменяющегося напряжения, подключен-.ного через дифференцирующий трансфор 778 1матор к сканистору, и последовательно соединенных с генератором дифференциатора, одновибратора, счетчика импульсов и индикатора скорости, канал измерения величины вибрации выполнен в виде подключенного к трансформатору триггера, к выходам которого подключены две идентичные измерительные цепи, каждая иэ которых состоит иэ схемы сравнения, схемы задержки, второй вход которой подключен к второму выходу триггера, блока памяти, выходом подкпюченного к второму входу схемы сравнения, подключенного к второму выходу схемы задержки измерителя временного интервала, выход которого через схему сравнения соединен с индикатором величины вибрации, вторые входы схем сравнения обеих цепей соединены с источником напряжения отсчета, а выходы схем задержки обеих цепей подключены к входам счетчика импульсов.На чертеже показана блок-схема виброметра.Виброметр содержит оптический датчик вибрации, выполненный в виде источника 1 света, эакрепляемого на исследуемом объекте .(не показаны), и опорного источника 2 света, жесткосвязанного с трехслойным полупроводниковым двухкоординатным сканистором 3, подключенным к источнику 4 опорного напряжения. Канал измерения скорости вибрации выполнен в виде генератора 5 линейно изменяющегося напряжения, подключенного через дифференцирующий трансформатор 6 к сканистору 3, и последовательно соединенных с генератором дифференциатора 7, одновибратора 8, счетчика 9 импульсов и индикатора 1 О скорости.Канал измерения величины вибрации выполнен в виде подключенного к трансформатору триггера 11, к выходам которого подключены две идентичные измерительные цепи (не показаны), каждая из которых состоит из схемы 12 и 13 сравнения, схемы 14 и 15 задержки, второй вход которой подключен к второму выходу триггера 11, блока 16 и 17 памяти, выходом подключенного к второму входу схемы 2 и 13 сравнения соответственно, подключенного к второму выходу схемы 14 и 5 задержки измерителя 18 и 19 временного интервала, выход которого через схему 20 и 2 сравнения соединен с индикатором 22 и 23 величи087 но. 35Эти импульсы поступают на входы триггера 11, и на его выходе возникают прямоугольные импульсы изменяющейся ширины за счет временного перемещения переднего фронта поступаю щего на триггер 11 импульса, а частота следования импульсов триггера 11 соответствует частоте пилообразного напряжения генератора 5. Индикация абсолютной величины вибрации осу ществляется относительно некоторого стационарного положения, задаваемого в схеме величиной источника 24 напряжения, Тем самым достигается возможность измерения несимметричных вибраций с фиксацией различных по величине отклонений по разные стороны от положения отсчета.Нормальная работа виброметра обеспечивается при условии, что период 55 пилообразного напряжения Т мал по сравнению с периодом вибрации тТ С Т,). 3ны вибрации, вт рые входы схем 20 и 21 сравнения обеих цепей соединены с источником 24 напряжения отсчета, а выходы схем 14 и 15 задержки обеихцепей подключены к входам счетчика 9 импульсов канала измерения скорости вибрации. Два идентичных независимых канала измерения величины вибрации предназначены для независимого измерения величины односторонней вибрации. Источник 24 напряжения отсчета обеспечивает фиксацию исходного состояния объекта, относительно которого измеряется величина вибрации,Виброметр работает следующим образом.На фоточувствительный слой сканистора 3, включенного в цепь источ. ника 4 опорного напряжения, подают два узких пучка света, Опорный источник 2 формирует световую метку, соответствующую максимуму пилообразного напряжения генератора 5. Положение метки, создаваемой на сканисторе 3 источником 1, зависит отг 5 пространственного положения вибрирующей поверхности объекта Поэтому на вторичной обмотке трансформатора 6, через первичную обмотку которого генератор 5 соединен с внешним слоем сканистора 3, за каждый период пилообразного напряжения формируются два импульса, временное положение первого из которых меняется, а временное положение второго фиксирова 778 4Импульс, сформпроп;ппи)й триг 1 ером 11, поступас г на один из входо схем 12 и 13 сравнения и н 1 первый вход схемы 14 или 15 задержки, Па второй вход схемы 12 плп 13 подается с блока 16 или 7 памяти импульс, задержанный в схеме 14 или 15 задержки, вследствие чего в схемах 12 и 3 сравниваются длйтельности импульсов, сформировдпных триггером 11 за два . последовательных периода пилообразно го напряжения, причем для этого достаточно измерить временной интервал между передними фронтами этих импульсов. Пусть напряжение на выходе схем )2 и 13 сравнения пропорционально разности (фь"- ь ) с учетом знака, где Г и Т- длительности двух последовательных импульсов, сформированных триггером 11. Тогда выход второй схемы 14 и 15 задержки закрыт при УСО (С 1 СТ 2). Все это время открыт первый выход схем 14 и 15 задержки, так что происходит непрерывное сравнение длительностей поступающих с триггера 11 импульсов. В момент, когда меняется знак У, открывается второй выход 2 и со схем 14 и 15 задержки поступают импульсы ь на измерители 4 или 15, в которых формируются напряжения, про. порциональные С, Это напряжение в схемах 20 и 21 сравнения сравнивается с напряжением отсчета, а разность напряжений индуцируется в индикаторах 22 или 23 в виде величины одно стороннеп вибрации. Если обеспечить условия, чтобы второй выход 2 в схеме 15 задержки открьвался при изменении напряжения на выходе схемы 13 сравнения с положительного на отрицательное, то вторая измерительная цепь будет работать аналогично описанному выше, но индикатор 23 будет индуцировать величину односторонней вибрации, сформированной по другую сторону от линии отсчета. Ошибка при определении величины вибрации пропорциональна разности длительностей Ь ь =( - ь( последних импульсов, предшествующих моменту поступления сигнала на измерители 18 или 19, так что ошибка уменьшается с ростом неравенства ТпС 1Канал для измерения скорости вибрации работает по схеме суммирования числа периодов пилообразного напряжения, сформированного генератором 5 эа время Тб. Пилообразное10873напряжение с генератора 5 поступает на дифференциатор 7, на выходе ко торого формируется короткий импульс в момент обратного хода пилы. Импульс с дифференциатора 7 запускает одно- вибратор 8, формирующий прямоугольные импульсы фиксированной.длительности, которые подаются в счетчик 9 импульсов, который открывается передним фронтом импульса, поступающего 10 например, с выхода 2 схемы 14 задержки на накопление, а передним фронтом импульса, поступившего со" ответственно с выхода схемы 15 задержки, на снятие данных, которые 15 в индикаторе 10 индуцируется в единицах времени или частоты. Таким образом, индикатор 10 показывает время, прошедшее между достижениями вибрирующей поверхностью двух крайних по ложений колебаний, что позволяет проградуировать его в единицах скорости и ускорения вибрации.Если дополнить схему дублирующим комплектом блоков и второй дифферен 778цирующий трансформатор подключить к сканистору 3 н направлении, перпендикулярном к первому, то этот комплекс будет измерять параметры вибрации в поперечном направлении. Тогда виброметр сможет фиксировать состояние вибрирующего объекта одновременно, в двух измерениях на основе одного датчика, 3Использование виброметра позволит одновременно контролировать смещение объекта в обе стороны относительно его устойчивого положения, т.е, амплитуду вибрации, скорость и ускорение вибрации, причем каждый из этих параметров в двух измерениях, а всего с помощью виброметра можно одновременно измерять 1 О параметров, характеризующих вибрацию объекта.Виброметр обеспечивает контроль большого числа параметров вибрации, практически любых с точки зрения расположения и функционального назначе-. ния вибрирующих объектов.1087778 Н.Долгова СоставителТ. Кугрышева Техред О.Н Ога еда Подписное ак"Патент Ужгород. ул.Проектнал, 4 л 43/35 Тираж 547ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.