Виброакустические измерения

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Виброакустические измерения

Содержание

5. КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ
10. В системах измерения шума и вибраций принято использовать так называемые октавные и третьоктавные фильтры Полоса пропускания
12. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ (АКУСТИЧЕСКИХ) СИГНАЛОВ Визуальный анализ временного наполнения и динамики сигналов Выделение медленных трендов и быстроизменяющихся
13. Датчики вибрации: пьезоэлектрические преобразователи вибрации (акселерометры), индукционные преобразователи вибрации (датчики скорости), индуктивные датчики вибрации (измерители скорости),
14. F = - m a F = m a
15. Для повышения чувствительности преобразователей увеличивают инерционную массу, применяют пьезокерамику, обладающую высоким пьезомодулем (титанат бария и родственные
16. F = - m a F = m a
17. Рис. 4. 9. Конструкция высокочувствительного акселерометра. Основные достоинства пьезоакселерометров: Высокая чувствительность датчика, широкий диапазон рабочих частот,
19. Методы измерения для пьезоакселерометров Использование прямого пьезоэффекта. Измеряется электрический заряд или напряжение при действии ускорения. Недостаток:
22. ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА индукционных преобразователей виброскорости: простота конструкции, надежность, высокая чувствительность НЕДОСТАТКИ: ограниченный частотный диапазон ( от
23. Индуктивный преобразователь является параметрическим - перемещение одного из его элементов при вибрации вызывает изменение индуктивности системы
25. Схемы индуктивных преобразователей виброперемещений: а – с переменой площадью зазора; б – с переменной длиной зазора;
26. Индуктивные преобразователи имеют гораздо меньшую массу, чем индукционные, тем не менее, область их применения ограничена измерением
32. 4. Практические вопросы реализации электрических измерений Блок – схема измерительного канала с АЦП и РС. Свойства
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

В системах измерения шума и вибраций принято использовать так называемые октавные

и третьоктавные фильтры

Полоса пропускания В таких фильтров определяется
из условия:

где f1 и f2 – нижняя и верхняя границы полосы пропускания,
а = 1 для октавных фильтров и а = 1/3 для третьоктавных

Центральная частота для полосовых фильтров определяется
соотношением:

Слайд 11

Слайд 12

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ (АКУСТИЧЕСКИХ) СИГНАЛОВ
Визуальный анализ временного наполнения и динамики сигналов
Выделение

медленных трендов и быстроизменяющихся составляющих сигналов
Анализ спектрального состава сигнала и аналогичные методы анализа (амплитудно-частотные характеристики, спектры, фильтрация – аппаратная и цифровая)
Анализ динамики спектрального сигнала с использованием окон фильтрации, вейвлет-анализа и т.д.
Анализ псевдо-хаотического и хаотического сигнала, идентификация возникновения и прекращения событий, анализ фрактальности и проведение R/S анализа.
Сжатие сигнала (проблема редукции и методы ее решения)

Слайд 13

Датчики вибрации:
пьезоэлектрические преобразователи вибрации (акселерометры),
индукционные преобразователи вибрации (датчики скорости),
индуктивные

датчики вибрации (измерители скорости),
емкостные датчики (перемещения) вибрации,
тензорезистивные датчики виброускорений.

Слайд 14

F = - m a
F = m a

Слайд 15

Для повышения чувствительности преобразователей
увеличивают инерционную массу,
применяют пьезокерамику, обладающую высоким пьезомодулем

(титанат бария и родственные материалы),
используют изгибные деформации пьезоэлемента.
В качестве примера высокочувствительных акселерометрами, построенных с использованием принципа изгибных деформаций, можно привести отечественные акселерометры Д19, ИС-598 и ИС-598А. Их принцип пояснен на слайде ниже.

Слайд 16

F = - m a
F = m a

Слайд 17

Рис. 4. 9. Конструкция высокочувствительного акселерометра.
Основные достоинства пьезоакселерометров:
Высокая чувствительность датчика,
широкий

диапазон рабочих частот,
малая чувствительность к магнитным полям,
большая вибрационная и ударная прочность,
возможность создания преобразователей с малыми размерами и массой.
Для снижения нижней границы частотного диапазона в качестве предварительных усилителей применяют усилители заряда, а увеличение верхней граничной частоты достигается снижением массы датчика и качественным креплением его к объекту (например, с помощью резьбового соединения).
Для повышения ударной прочности применяют дополнительное поджатие инерционной массы к пьезоэлементу, как это сделано в акселерометрах типа 1ПА-6 и 1ПА-7.

Слайд 18

Слайд 19

Методы измерения для пьезоакселерометров
Использование прямого пьезоэффекта.
Измеряется электрический заряд или напряжение при

действии ускорения.
Недостаток:
измерение только быстроизменяющихся процессов.
2. Использование резонансного метода измерения.
Деформация кристалла пропорциональна ускорению.
Кристалл кварца или сегнетокерамики включается в
резонансный контур эл. генератора. При этом частота
генерируемых эл. колебаний зависит от внешнего
действующего ускорения.
Измеряется частота колебаний генератора, что позво-
ляет измерять низкочастотные ускорения.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
индукционных
преобразователей виброскорости:
простота конструкции,
надежность,
высокая чувствительность
НЕДОСТАТКИ:
ограниченный частотный диапазон

( от 6 - 8 Гц до 500 - 1500 Гц).

Слайд 23

Индуктивный преобразователь является параметрическим - перемещение одного из его элементов при

вибрации вызывает изменение индуктивности системы и ее сопротивления переменному току.

На рисунке ниже показаны основные схемы построения индуктивных преобразователей:
с переменной площадью зазора (а, в),
с переменной длиной зазора (б, г),
с подвижным цилиндрическим сердечником (д, е).
Для всех вариантов обычно используется дифференциальная мостовая схема включения.

Слайд 24

Слайд 25

Схемы индуктивных преобразователей
виброперемещений:
а – с переменой площадью зазора;
б – с

переменной длиной зазора;
в – дифференциальный с переменной площадью зазора;
г - дифференциальный с переменной длиной зазора;
д – с подвижным сердечником;
е – дифференциальный с подвижным сердечником.

Слайд 26

Индуктивные преобразователи имеют гораздо меньшую массу, чем индукционные, тем не

менее, область их применения ограничена измерением низкочастотных вибраций.
Это связано с тем, что частота тока питания (несущего сигнала) не может превышать 3 – 5 кГц из-за возникновения вихревых магнитных потоков в сердечнике и значительных паразитных емкостей и индуктивностей соединительных проводов.
При этом для надежной работы преобразователя необходимо, чтобы частота измеряемого процесса была в 5 – 10 раз ниже частоты несущего сигнала.
Основные достоинства индуктивных преобразователей виброперемещений:
их простота,
возможность применения при повышенных температурах
высокая чувствительность.

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

4. Практические вопросы реализации электрических измерений
Блок – схема измерительного канала с

АЦП и РС.
Свойства измеряемой величины обьекта, согласование требований с датчиком и усилителем.
Помехи и шумы, их влияние на параметры сигнала.
АЦП и дискретизация сигнала, свойства дискретизованного сигнала.
Введение аппаратной фильтрации в блок-схему.

Виброакустические измерения

Содержание

КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ

В системах измерения шума и вибраций принято использовать так называемые октавные

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ (АКУСТИЧЕСКИХ) СИГНАЛОВВизуальный анализ временного наполнения и динамики сигналов Выделение

Датчики вибрации:пьезоэлектрические преобразователи вибрации (акселерометры), индукционные преобразователи вибрации (датчики скорости), индуктивные

F = - m aF = m a

Для повышения чувствительности преобразователей увеличивают инерционную массу,применяют пьезокерамику, обладающую высоким пьезомодулем

F = - m aF = m a

Рис. 4. 9. Конструкция высокочувствительного акселерометра.Основные достоинства пьезоакселерометров: Высокая чувствительность датчика,широкий

Методы измерения для пьезоакселерометровИспользование прямого пьезоэффекта.Измеряется электрический заряд или напряжение при

Индуктивный преобразователь является параметрическим - перемещение одного из его элементов при

Схемы индуктивных преобразователейвиброперемещений:а – с переменой площадью зазора; б – с

Индуктивные преобразователи имеют гораздо меньшую массу, чем индукционные, тем не

4. Практические вопросы реализации электрических измеренийБлок – схема измерительного канала с

Похожие презентации

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ (АКУСТИЧЕСКИХ) СИГНАЛОВ
Визуальный анализ временного наполнения и динамики сигналов
Выделение

Датчики вибрации:
пьезоэлектрические преобразователи вибрации (акселерометры),
индукционные преобразователи вибрации (датчики скорости),
индуктивные

F = - m a
F = m a

Для повышения чувствительности преобразователей
увеличивают инерционную массу,
применяют пьезокерамику, обладающую высоким пьезомодулем

F = - m a
F = m a

Рис. 4. 9. Конструкция высокочувствительного акселерометра.
Основные достоинства пьезоакселерометров:
Высокая чувствительность датчика,
широкий

Методы измерения для пьезоакселерометров
Использование прямого пьезоэффекта.
Измеряется электрический заряд или напряжение при

Схемы индуктивных преобразователей
виброперемещений:
а – с переменой площадью зазора;
б – с

4. Практические вопросы реализации электрических измерений
Блок – схема измерительного канала с