DE969540C

DE969540C - Verfahren und Einrichtung zum Messen von Vibrationen

Info

Publication number: DE969540C
Application number: DEM16715A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Biber
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-12-19
Filing date: 1952-12-19
Publication date: 1958-06-12

Description

Verfahren und Einrichtung zum Messen von Vibrationen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen von Vibrationen, - insbesondere mit größeren Ausschlägen mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen.
Neben den mechanischen Meßgeräten sind auch elektrische Meßgeräte für Vibrationsmessungen bekannt. Letztere beruhen- auf dem Prinzip der Induktion einer Tauchspule in einem Magnetfeld. Da derartige Geräte einerseits voh der Geschwindigkeit abhängig sind und andererseits infolge der Veränderlichheit des Magnetismus eine laufende Nacheichung erforderlich machen, ist deren Brauchbarkeit sehr zweifelhaft.
Die erwähnten Nachteile werden in einfacher Weise durch das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung vermieden. Dieses besteht im wes,elltlic'hen dlarin, d.aß die Bewegu,ngen des .abzutastenden Gegenstandes mittels einer Tastspitze aufgenommen und durch ein federndes Element in Druckschwankungen umgewandelt werden, welche in an sich bekannter Weise die Durchbiegung eines mit einem Dehnnngsmeßstreifen versehenen Biegeelementes bewirken. Als Biegeelement findet dabei eine in einer dosenförmigen Haltevorrichtung beidseitig eingespannte Membran Verwendung, während als federndes Element zwischen Membran und Tastspitze vorzugsweise eine zylindrische Schraubenfeder vorgesehen ist. Die von dem abzutastenden Gegenstand auf die Tastspitze übertragenen verhältnismäßig großen Bewegungen werden auf diese Weise durch die Schraubenfeder in Druckschwankungen, d. h. im Meßbereich eines Dehnungsmeßstreifens liegende kleine Schwingungsamplituden umgewandelt, welche ein Durchbiegen der Membran bewirken. Die Durchbiegung der Membran wird in bekannter Weise mit Hilfe eines Dlerhalunlgsmeßstreifens über eine Meßbrücke auf einen Oszillograplhen übertragen, gegebenenfalls unter Verwendung eines Verstärkers. Da die Durchbiegungen der Membran sich linear mit den ein- geleiteten Wegschwankungen ändern, werden auch die Werte an der Meßbrücke linear angezeigt. Die Au ss dhl äge æm Oszillographen verlaufen daher direkt proportional mit den. Aus schlägen der Tastspitze. Eine Eichung des Instruments erfolgt in einfacher Weise, indem man die Tastspitzen in die beiden Endlagen bewegt; ein besonderes Meßinstrument ist hierfür nicht erforderlich. Mit dem Verfahren und dem Meßgerät nach der Erfindung ist es möglich, jede Art von Schwingungen zu messen, es bedarf dazu, je nach Frequenz oder Amplitude, nur des Einbaues einer geeigneten Feder. Überdies kann das Gerät mittels der erfindungsgemäßen Art der Einschaltung einer Feder in handlicher Form gebaut und z. B. als Handtastgerät ausgebildet werden. Mit den bekannten Vorrichtungen ist es dagegen nicht möglich, so klein zu bauen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Fig. I einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung zum Messen von Vibrationen, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gerät nach Fig. I.
Auf der Biegungsmembran I, die in einer Haltevorrichtung 2 beidseitig fest eingespannt ist, ist an der Unterseite der Dehnungsmeßstreifen 3 in geeigneter Weise befestigt. Der Dehnungsmeßstreifen besteht dabei zweckmäßigerweise aus feinem Widerstandsdraht, der zu einer engen Schleife 3 a hin- und hergespannt, auf Papier befestigt und in bekannter Weise auf die Membran I geklebt wird.
Die durch die Durchbiiegung der Membran hervorgerufene Längenänderung des Widerstandsdrahtes bewirkt gleichzeitig eine Querschnittsveränderung, welche ihrerseits bekanntlich eine Widerstandsänderung hervorruft, die über eine Meßbrücke auf einen Oszillographen übertragen wird. Dem Dehnuugsmeßstreifen 3 gegenüber ist ein ähnlich aufgebauter Kompensationsstreifen 4 zum Temperaturausgleich am Boden der Haltevorrichtung angeordnet. Die Bohrung 5 in der Haltevorrichtung dient zum Ausführen des an die Streifen anzuschließenden Kabels. Der Deckel der Haltevorrichtung ist mit einer Durchbrechung versehen, in der beispielsweise durch Einschrauben ein Gehäuse 6 befestigt ist. An seinem oberen Ende weist das Gehäuse 6 eine Führung für den Taststift7 auf, der seinerseits mit einem oberen Anschlag 8 und einem unteren Anschlag g versehen ist. Der Taststift wird mit seiner Spitze gegen den abzutastenden Gegenstand gedrückt, wobei die von der Spitze ausgeführten Bewegungen auf eine Druckfeder I0, in Form einer zylindrischen Schraubenfeder, übertragen und in. Druckschwankungen umgewandelt werden. An ihrem unteren Ende ist die Feder in einem Teller 11 befestigt. Der Federteller 11 bildet gleichzeitig den beweglichen unteren Abschluß des Gehäuses 6 und endet zweckmäßigerweise in einer Spitze I2, die auf der Biegemembran aufsitzt.
Durch die in der Zeichnung dargestellte einfache Ausführung in Verbindung mit einer Meßbrücke und einem Oszillographen ist es möglich, das Gerät sowohl für hohe Frequenzen als auch für große Bewegungen zu verwenden. Ein Auswechseln der Feder für andere Betriebsbedingungen kann durch einfaches Abschrauben des Gehäuses 6 erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Messen von Vibrationen, insbesondere mit größeren Ausschlägen, mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen, dadurch. gekennzeichnet, daß die Bewegungen des abzutastenden Gegenstandes mittels eines Taststiftes aufgenommen und durch ein federndes Element in Druckschwankungen umgewandelt werden, welche in an sich bekannter Weise die Durchbiegung eines mit einem Dehnungsmeßstreifen versehenen Biegeelementes bewirken.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (7) mit einer Schraubenfeder (io) verbunden ist, die sich ihrerseits auf eine streifenförmige Membran (1) abstützt, auf welcher der Dehnungsmleßstreifen angebracht ist.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (i) beidseitig in einer Haltevorrichtung (2) eingespannt ist.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (7) und die Schraubenfeder (io) einschließlich eines in eine Spitze (I2) auslaufenden Federtellers (II) für das untere Ende der Feder in einem gemeinsamen, auf die Haltevorrichtung aufschraubbaren Gehäuse (6) untergebracht sind.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (3) in bekannter Weise über eine Meßbrücke mit einem Oszillographen verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 236 044, 265 559; USA.-Patentschrift Nr. 2 3I6 203; »Dehaungsmeßstreifen-Meßtechnika von J. Koch u. a., I95I, S. 93 und 96; Druckschrift »Schwing 105« der Fa. Askania.