RU185575U1 - Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer - Google Patents

Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer Download PDF

Info

Publication number
RU185575U1
RU185575U1 RU2018118878U RU2018118878U RU185575U1 RU 185575 U1 RU185575 U1 RU 185575U1 RU 2018118878 U RU2018118878 U RU 2018118878U RU 2018118878 U RU2018118878 U RU 2018118878U RU 185575 U1 RU185575 U1 RU 185575U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switch
vibration transducer
vibrometer
channel
measuring circuit
Prior art date
Application number
RU2018118878U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Селихов
Андрей Владимирович Орлов
Original Assignee
Акционерное общество "Вибро-прибор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Вибро-прибор" filed Critical Акционерное общество "Вибро-прибор"
Priority to RU2018118878U priority Critical patent/RU185575U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185575U1 publication Critical patent/RU185575U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для комплексной бездемонтажной проверки работоспособности виброметра с его пьезоэлектрическим вибропреобразователем. Устройство для проверки работоспособности виброметра содержит устанавливаемый на объекте 2 пьезоэлектрический вибропреобразователь 1, подключенный через соединительный кабель 3 к измерительной цепи 4. Измерительная цепь 4 виброметра содержит двухканальный трехпозиционный переключатель 6 с перекидными контактами, источник тестового сигнала 7, источник опорного напряжения 8, согласующий усилитель 9 с входными двумя резисторами 10 и 11 и конденсатором 12, подключенные к согласующему усилителю источник напряжения постоянного тока 13, измерительный блок 14, запоминающий блок 15, блок сравнения 16 и индикатор неисправности 17. Двухканальный трехпозиционный переключатель при коммутации соединений блоков измерительной цепи реализует три режима работы устройства. При переводе переключателя в первую позицию его перекидных контактов обоих каналов устройство готово к работе в режиме измерений текущего значения виброускорения объекта. При переводе переключателя во вторую позицию его перекидных контактов обоих каналов устройство готово к работе в режиме бездемонтажной проверки работоспособности виброметра - его пьезоэлектрического вибропреобразователя совместно с измерительной цепью. При переводе переключателя в третью позицию его перекидных контактов обоих каналов устройство готово к работе в режиме проверки работоспособности измерительной цепи виброметра. Техническим результатом является использование гармонического электрического сигналана базовой частоте, например, 160 Гц, для определения причины неисправности виброметра: вибропреобразователя или его измерительной цепи. 1 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used for complex dismantling testing of a vibrometer with its piezoelectric vibration transducer. The device for checking the operability of the vibrometer contains a piezoelectric vibration transducer 1 installed at the object 2, connected via a connecting cable 3 to the measuring circuit 4. The measuring circuit 4 of the vibrometer contains a two-channel three-position switch 6 with changeover contacts, a test signal source 7, a reference voltage source 8, a matching amplifier 9 with two input resistors 10 and 11 and a capacitor 12 connected to a matching amplifier, a DC voltage source 13, measure The main unit is 14, the storage unit is 15, the comparison unit is 16, and the fault indicator is 17. A two-channel three-position switch, when switching the connections of the blocks of the measuring circuit, implements three modes of operation of the device. When the switch is moved to the first position of its changeover contacts of both channels, the device is ready to work in the measurement mode of the current value of the object acceleration. When the switch is switched to the second position of its changeover contacts of both channels, the device is ready for operation in the mode of dismounting the operability of the vibrometer — its piezoelectric vibration transducer together with the measuring circuit. When the switch is moved to the third position of its changeover contacts of both channels, the device is ready for operation in the mode of checking the operability of the measuring circuit of the vibrometer. The technical result is the use of a harmonic electric signal at a base frequency, for example, 160 Hz, to determine the cause of a malfunction of the vibrometer: vibration transducer or its measuring circuit. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для комплексной проверки работоспособности виброметра с его пьезоэлектрическим вибропреобразователем с соединительным кабелем и измерительной цепью без демонтажа вибропреобразователя с объекта измерения вибрационных параметров.The utility model relates to measuring technique and can be used to comprehensively check the operability of a vibrometer with its piezoelectric vibration transducer with a connecting cable and a measuring circuit without removing the vibration transducer from the object for measuring vibration parameters.

Виброметры с пьезоэлектрическими преобразователями широко используются для измерения параметров вибраций объектов, предназначенных для работы в течение длительных периодов времени с минимальным обслуживанием в жестких условиях эксплуатации (повышенная температура, влажность, наличие агрессивной среды и т.д.). По этой причине возможно возникновение нарушений работы или отклонений от нормируемых в нормативных документах характеристик как пьезоэлектрических вибропреобразователей, так и измерительной цепи виброметров. В этих случаях измерение параметров вибраций будет проводиться со значительными погрешностями (превышающими допустимые пределы) или информация о них будет вообще отсутствовать, как следствие, возможен выход из строя всего агрегата, вибрационные параметры которого должен измерять виброметр. Замена вышедшего из строя вибропреобразователя виброметра часто является дорогостоящей операцией (а иногда она просто невозможна без длительных и затратоемких работ), поэтому периодический контроль работоспособности виброметра без демонтажа установленного на место эксплуатации вибропреобразователя и его измерительной цепи является актуальной задачей.Vibrometers with piezoelectric transducers are widely used to measure vibration parameters of objects designed to operate for long periods of time with minimal maintenance in harsh operating conditions (elevated temperature, humidity, presence of aggressive environment, etc.). For this reason, it may cause malfunctions or deviations from the characteristics specified in regulatory documents of both piezoelectric vibration transducers and the measuring circuit of vibrometers. In these cases, the measurement of vibration parameters will be carried out with significant errors (exceeding the permissible limits) or information about them will be completely absent, as a result, failure of the entire unit is possible, the vibration parameters of which should be measured by the vibrometer. Replacing a failed vibration transducer is often an expensive operation (and sometimes it is simply not possible without lengthy and costly work), so periodic monitoring of the vibrometer’s performance without dismantling the vibration transducer installed in the place of operation and its measuring circuit is an urgent task.

Известно устройство, осуществляющее известный способ бездемонтажной поверки работоспособности пьезоэлектрическоговибропреобразователя («Способ поверки пьезоэлектрического вибропреобразователя без демонтажа с объекта контроля», (RU 2358244, G01H 11/08, 10.06.2009).A device is known that implements a known method of dismounting the operability of a piezoelectric vibration transducer (“Method for verifying a piezoelectric vibration transducer without dismantling from a test object”, (RU 2358244, G01H 11/08, 06/10/2009).

Устройство содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь, согласующее устройство, генератор, вольтметр и резисторы.The device contains a piezoelectric vibration transducer, matching device, generator, voltmeter and resistors.

При периодической поверке пьезоэлектрического вибропреобразователя без демонтажа его с объекта установки, от генератора синусоидальных сигналов на поверяемый вибропреобразователь последовательно на частотах, составляющих его рабочий диапазон, подают нормированный электрический сигнал напряжения замещения механического возбуждения вибропреобразователя и снимают текущее значение напряжения на резисторе, включенном в разрыв сигнальной цепи вибропреобразователя. По сравнению полученного текущего значения со значением, полученным при возбуждении поверяемого вибропреобразователя виброускорением на заданной частоте при первичной поверке, судят о состоянии работоспособности поверяемого вибропреобразователя.When the piezoelectric vibration transducer is periodically calibrated without disassembling it from the installation object, from a sinusoidal signal generator, the calibrated vibration transducer is sequentially provided with the frequencies of its operating range at the frequencies being verified, the normalized electrical signal of the voltage of the mechanical excitation of the vibration transducer is fed and the current voltage value is recorded on the resistor included in the signal circuit break vibration transducer. Compared to the current value obtained with the value obtained when the calibrated vibration transducer was excited by vibration acceleration at a given frequency during the initial calibration, the state of operability of the calibrated vibration transducer is judged.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства относится невозможность осуществлять проверку работоспособности измерительных цепей и пьезоэлектрических вибропреобразователей с неизолированным от корпуса электродом (оба электрода пьезоэлектрического вибропреобразователя должны быть изолированы от корпуса для осуществления замещения механического возбуждения вибропреобразователя подачей нормированного электрического сигнала).The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the inability to verify the operability of measuring circuits and piezoelectric vibration transducers with an electrode not insulated from the housing (both electrodes of the piezoelectric vibration transducer must be isolated from the housing to replace the mechanical excitation of the vibration transducer by supplying a normalized electrical signal) .

Известно устройство для бездемонтажной поверки работоспособности пьезоэлектрического вибропреобразователя («Система контроля пьезоэлектрических датчиков», RU 128321 U1, G01H 17/00, 20.05.2013),которое по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом заявляемому устройству.A device for dismounting the health of a piezoelectric vibration transducer ("Piezoelectric sensors monitoring system", RU 128321 U1, G01H 17/00, 05/20/2013), which, by the combination of essential features, is the closest analogue of the claimed device.

Известное устройство содержит датчик (пьезоэлектрический вибропреобразователь с изолированными от его корпуса электродами пьезоэлемента) и подключенную к нему по трехпроводной линии связи измерительную цепь, содержащую двухпозиционный переключатель с двумя группами перекидных контактов, соединяемых с блоком измерения и контроля, источником тестового напряжения, делителем напряжения, элементом сравнения, источником образцового сигнала, индикатором неисправности датчика, вторым источником образцового сигнала и вторым элементом сравнения.The known device comprises a sensor (a piezoelectric vibration transducer with piezoelectric electrodes isolated from its body) and a measuring circuit connected to it via a three-wire communication line, containing a two-position switch with two groups of changeover contacts connected to a measurement and control unit, a test voltage source, voltage divider, an element comparison, the source of the reference signal, the indicator of the malfunction of the sensor, the second source of the reference signal and the second element sake of compari- son.

Известное устройство попеременно (периодически) осуществляет работу в двух режимах - рабочем и контрольном, осуществляющем проверку исправности пьезоэлектрических датчиков, установленных на объекте, и дополнительную оценку исправности блока измерения и контроля. The known device alternately (periodically) performs work in two modes - working and control, checking the health of the piezoelectric sensors installed on the object, and an additional assessment of the health of the measurement and control unit.

В рабочем режиме измерения текущих значений параметров вибраций объекта пьезоэлектрический вибропреобразователь устройства через переключатель соединяют с входом блока измерения и контроля, с помощью которого определяют параметры вибрации, генерируемые объектом, на котором установлен пьезоэлектрический вибропреобразователь.In the operating mode of measuring the current values of the object’s vibration parameters, the device’s piezoelectric vibration transducer is connected via a switch to the input of the measurement and control unit, with which the vibration parameters generated by the object on which the piezoelectric vibration transducer is mounted are determined.

При осуществлении контрольного режима переключатель соединяет генератор тестового сигнала с электродами пьезоэлемента пьезоэлектрического преобразователеля, в котором возникают возбуждаемые сигналами источника тестового напряжения механические колебания пьезоэлемента, вызывающие появление электрического сигнала вследствие прямого пьезоэффекта, который сравнивают в первом элементе сравнения с образцовым сигналом первого источника образцового сигнала. Так как вначале проверяется пьезоэлектрический преобразователь вместе с блоком измерения и контроля, то при наличии отклонения от образцового сигнала делают вывод о неправильной работе блока измерения и контроля, которыйиндицируется индикатором неисправности. Проводят проверку работы блока измерения и контроля. При исправном блоке измерения и контроля проводят проверку правильной работы пьезоэлектрического вибропреобразователя. Для этого тестовый сигнал отключают от пьезоэлектрического преобразователя, после чего в последнем возникают затухающие механические колебания на частоте, близкой к резонансной частоте. Эти колебания вследствие прямого пьезоэффекта вызывают появление электрического сигнала на обкладках пьезоэлемента. Этот сигнал сравнивают во втором элементе сравнения с заранее заданным образцовым сигналом, поступившим от второго источника образцовых сигналов. В случае несоответствия электрического сигнала на обкладках пьезоэлемента датчика образцовому сигналу второго источника образцовых сигналов, второй элемент сравнения фиксирует неисправность пьезоэлектрического преобразователя, которая индицируется индикатором неисправности. При отсутствии отклонений сравниваемых с образцовым сигналом затухающих колебаний делают вывод о правильной работе пьезоэлектрического преобразователя.In the control mode, the switch connects the test signal generator with the piezoelectric electrodes of the piezoelectric transducer, in which the mechanical vibrations of the piezoelectric element excited by the signals of the test voltage source arise, causing the appearance of an electric signal due to the direct piezoelectric effect, which is compared in the first comparison element with the reference signal of the first reference signal source. Since the piezoelectric transducer is first checked together with the measurement and control unit, if there is a deviation from the reference signal, it is concluded that the measurement and control unit is not working properly, which is indicated by a malfunction indicator. Check the operation of the measurement and control unit. With a working unit of measurement and control, the correct operation of the piezoelectric vibration transducer is checked. To do this, the test signal is disconnected from the piezoelectric transducer, after which damped mechanical vibrations occur at the frequency close to the resonant frequency. These oscillations due to the direct piezoelectric effect cause the appearance of an electrical signal on the plates of the piezoelectric element. This signal is compared in the second comparison element with a predetermined exemplary signal from a second source of exemplary signals. In case of mismatch of the electric signal on the piezoelectric element plates to the exemplary signal of the second source of exemplary signals, the second comparison element fixes the malfunction of the piezoelectric transducer, which is indicated by the malfunction indicator. In the absence of deviations of the damped oscillations compared with the reference signal, a conclusion is drawn about the correct operation of the piezoelectric transducer.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства относятся его сложность и возможность осуществлять проверку работоспособности виброметров с пьезоэлектрическими вибропреобразователями только с изолированными от корпуса электродами.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include its complexity and the ability to verify the performance of vibrometers with piezoelectric vibration transducers only with electrodes isolated from the housing.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции и расширение номенклатуры типов пьезоэлектрических вибропреобразователей у виброметров при их комплексной проверке без демонтажа с объекта установки пьезоэлектрического вибропреобразователя.The task to which the claimed utility model is directed is to simplify the design and expand the range of types of piezoelectric vibration transducers in vibrometers during their comprehensive verification without dismantling the piezoelectric vibration transducer from the installation site.

Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в обеспечении возможности комплексной проверкиработоспособности виброметров с помощью гармонического электрического сигнала (например, на базовой частоте 160 Гц) с последующим определением причины неисправности виброметра: пьезоэлектрического вибропреобразователя или измерительной цепи.The technical result obtained by the implementation of the utility model consists in providing the possibility of a comprehensive check of the operability of vibrometers using a harmonic electrical signal (for example, at a base frequency of 160 Hz), followed by determining the cause of the failure of the vibrometer: a piezoelectric vibration transducer or measuring circuit.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в заявляемом устройстве для бездемонтажной проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем, содержащем подключенную к вибропреобразователю через соединительный кабель измерительную цепь, включающую двухканальный переключатель с перекидными контактами, измерительный блок, источник тестового сигнала, блок сравнения и блок индикации неисправности, в отличие от известного устройства двухканальный переключатель выполнен трехпозиционным, а измерительная цепь снабжена запоминающим блоком, источником напряжения постоянного тока, источником опорного напряжения и согласующим усилителем с входными - двумя резисторами и конденсатором, входами первым - неинвертирующим и вторым - инвертирующим, третьим входом, соединенным с источником напряжения постоянного тока, и выходом, при этом к перекидным контактам, первой и второй позиций первого канала переключателя по проводу сигнального кабеля с экраном подключен первый - сигнальный контакт электрода пьезоэлемента вибропреобразователя, установленного на объекте измерения вибрации, соединенного с общей шиной совместно с экраном сигнального кабеля и контактом второго, возможно изолированного от корпуса электрода вибропреобразователя; контакт первой позиции второго канала переключателя соединен с общей шиной, а к контактам, второй и третьей позиций второго канала переключателя подключен выход источника тестового сигнала, соединенного также с общей шиной; подвижный контакт первого канала переключатателя через входной резистор подключен к инвертирующему входу согласующегоусилителя, соединенного с общей шиной; подвижный контакт второго канала переключатателя через входной конденсатор подключен к неинвертирующему входу согласующего усилителя, к этому же входу согласующего усилителя через входной резистор подключен выход источника опорного напряжения, также соединенного с общей шиной; к выходу согласующего усилителя подключен измерительный блок, к первому выходу которого последовательно подключены запоминающий блок, блок сравнения и индикатор неисправности, причем второй выход измерительного блока соединен со вторым входом блока сравнения.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the inventive device for dismounting the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer, comprising a measuring circuit connected to the vibration transducer via a connecting cable, including a two-channel switch with changeover contacts, a measuring unit, a test signal source, a comparison unit and fault indication unit, unlike the known device, a two-channel switch performed by three-position, and the measuring circuit is equipped with a storage unit, a DC voltage source, a reference voltage source and a matching amplifier with input - two resistors and a capacitor, the first inputs are non-inverting and the second is inverting, the third input connected to the DC voltage source and output at the same time, to the change-over contacts, the first and second positions of the first channel of the switch, the first signal signal of the piezo electrode is connected via a signal cable with a screen lementa vibrator mounted on the vibration object of measurement, connected to the common bus, together with the signal cable shield and the second contact may insulated from the body electrode of the vibrator; the contact of the first position of the second channel of the switch is connected to the common bus, and the contacts of the second and third positions of the second channel of the switch are connected to the output of the test signal source, also connected to the common bus; the movable contact of the first channel of the switch through the input resistor is connected to the inverting input of the matching amplifier connected to a common bus; the movable contact of the second channel of the switch through the input capacitor is connected to the non-inverting input of the matching amplifier, the output of the reference voltage source, also connected to the common bus, is connected to the same input of the matching amplifier through the input resistor; a measuring unit is connected to the output of the matching amplifier, to the first output of which a storage unit, a comparison unit and a fault indicator are connected in series, the second output of the measuring unit being connected to the second input of the comparison unit.

На фиг. приведена, принципиальная схема устройства для проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем.In FIG. a schematic diagram of a device for checking the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer is shown.

Устройство для проверки работоспособности виброметра (фиг.) содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь 1 с пьезоэлементом 11, с его первым сигнальным электродом с контактом 12 и возможно изолированным от корпуса вибропреобразователя 1 вторым электродом с контактом 13. Вибропреобразователь 1 установлен на объекте 2, виброускорение которого воздействует на пьезоэлемент 11 вибропреобразователя 1. Сигнальный контакт 12 пьезоэлемента 11 по проводу 31 соединительного кабеля с экраном 32 соединен с измерительной цепью 4, при этом экран 32 соединительного кабеля совместно с контактом 13 второго электрода пьезоэлемента 11 и объектом 2 соединены с общей шиной 5 измерительной цепи 4.A device for checking the operability of the vibrometer (Fig.) Contains a piezoelectric vibration transducer 1 with a piezoelectric element 1 1 , with its first signal electrode with a contact 1 2 and a second electrode possibly isolated from the body of the vibration transducer 1 with a contact 1 3 . The vibration transducer 1 is installed on the object 2, the vibration acceleration of which affects the piezoelectric element 1 1 of the vibration transducer 1. The signal contact 1 2 of the piezoelectric element 1 1 through the wire 3 1 of the connecting cable with the screen 3 2 is connected to the measuring circuit 4, while the screen 3 2 of the connecting cable together with the contact 1 3 of the second electrode of the piezoelectric element 1 1 and the object 2 are connected to a common bus 5 of the measuring circuit 4.

Измерительная цепь 4 виброметра содержит трехпозиционный двухканальный переключатель 6 с перекидными контактами 61-(1, 2, 3) и 62-(1, 2 3), источник тестового сигнала 7, источник опорного напряжения 8, согласующий усилитель 9 с входными - двумя резисторами 10 и 11 и конденсатором 12, подключенные к согласующему усилителю 9 источникнапряжения постоянного тока 13, измерительный блок 14, запоминающий блок 15, блок сравнения 16 и индикатор неисправности 17.The measuring circuit 4 of the vibrometer contains a three-position two-channel switch 6 with changeover contacts 6 1- (1, 2, 3) and 6 2- (1, 2 3) , a source of test signal 7, a reference voltage source 8, matching amplifier 9 with input two resistors 10 and 11 and a capacitor 12 connected to a matching amplifier 9 of a DC voltage source 13, a measuring unit 14, a storage unit 15, a comparison unit 16 and a fault indicator 17.

Источник тестового сигнала 7, источник опорного напряжения 8 и согласующий усилитель 9 соединены с общей шиной 5.The source of the test signal 7, the reference voltage source 8 and the matching amplifier 9 are connected to a common bus 5.

Контакт 62-1 первой позиции второго канала 62 переключателя 6, источник тестового сигнала 7, источник опорного напряжения 8 и согласующий усилитель 9 соединены с общей шиной 5. К контактам второй 62-2 и третьей 62-3 позиций второго канала 62 переключателя 6 подключен выход источника тестового сигнала 7.Contact 6 2-1 of the first position of the second channel 6 2 of the switch 6, the source of the test signal 7, the reference voltage source 8 and the matching amplifier 9 are connected to a common bus 5. To the contacts of the second 6 2-2 and third 6 2-3 positions of the second channel 6 2 switches 6 connected to the output of the test signal source 7.

Подвижный контакт первого канала 61 переключатателя 6 через входной резистор 10 подключен к инвертирующему входу 92 согласующего усилителя 9, а подвижный контакт второго канала 62 переключатателя 6 через входной конденсатор 12 подключен к неинвертирующему входу 91 согласующего усилителя 9, к этому же входу 91 согласующего усилителя 9 через входной резистор 11 подключен выход источника опорного напряжения 8.The movable contact of the first channel 6 1 of the switch 6 through the input resistor 10 is connected to the inverting input 9 2 of the matching amplifier 9, and the movable contact of the second channel 6 2 of the switch 6 through the input capacitor 12 is connected to the non-inverting input 9 1 of the matching amplifier 9, to the same input 9 1 matching amplifier 9 through the input resistor 11 is connected to the output of the reference voltage source 8.

Источник напряжения постоянного тока 13 подключен к входу 93 согласующего усилителя 9, к выходу 94 которого последовательно подключены, измерительный блок 14, запоминающий блок 15, блок сравнения 16 и индикатор неисправности 17. Второй выход 142 измерительного блока 14 дополнительно соединен со вторым входом 162 блока сравнения 16.The DC voltage source 13 is connected to the input 9 3 of the matching amplifier 9, to the output 9 4 of which are connected in series, the measuring unit 14, the storage unit 15, the comparison unit 16 and the fault indicator 17. The second output 14 2 of the measuring unit 14 is additionally connected to the second input 16 2 comparison blocks 16.

При первичной поверке, которая осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 8.669-2009 при выпуске из производства пьезоэлектрического вибропреобразователя 1 виброметра, определяют требуемые параметры, в том числе его емкость и действительное значение коэффициента преобразования (пКл/мс-2) вибропреобразователя на базовой частоте (например, 160 Гц). При определении действительного значениякоэффициента преобразования переключатель 6 устанавливают в положение 61-1 - 62-1.During the initial calibration, which is carried out in accordance with GOST R 8.669-2009 when the piezoelectric vibration transducer 1 of the vibrometer is put out of production, the required parameters are determined, including its capacity and the actual value of the conversion coefficient (pCl / ms -2) of the vibration transducer at the base frequency (for example , 160 Hz). When determining the actual value of the conversion coefficient, switch 6 is set to 6 1-1 - 6 2-1 .

Выходное напряжение согласующего усилителя 9

Figure 00000001
соответствующее действующему на вибропреобразователь виброускорению (например,
Figure 00000002
=10 м/с2), и действительное значение коэффициента преобразования
Figure 00000003
сохраняют в запоминающем блоке 15.The output voltage of the matching amplifier 9
Figure 00000001
corresponding to vibration acceleration acting on the vibration transducer (e.g.
Figure 00000002
= 10 m / s 2 ), and the actual value of the conversion coefficient
Figure 00000003
stored in the storage unit 15.

После установки на место эксплуатации пьезоэлектрического вибропреобразователя 1 со штатным соединительным кабелем 3 определяют их суммарную емкость

Figure 00000004
. Значение суммарной емкости
Figure 00000004
сохраняют в запоминающем блоке 15.After installation at the place of operation of the piezoelectric vibration transducer 1 with a standard connecting cable 3 determine their total capacity
Figure 00000004
. Value of total capacity
Figure 00000004
stored in the storage unit 15.

В измерительной цепи 4 (фиг) переводят трехпозиционный переключатель 6 во вторую позицию контактов 61.2 - 62-2 и с выхода источника тестового сигнала 7 через входной конденсатор 12 подают гармонический сигнал на неинвертирующий вход 91 согласующего усилителя 9. Амплитуду или среднее квадратическое значение (с.к.з.) переменного сигнала на неинвертирующем входе 91 согласующего усилителя 9

Figure 00000005
подбирают таким, чтобы значение амплитуды (с.к.з.) напряжения на выходе 94 согласующего усилителя 9 было быIn the measuring circuit 4 (FIG.), The three-position switch 6 is moved to the second position of the contacts 61.2 - 62-2 and a harmonic signal is fed to the non-inverting input 9 from the output of the test signal source 7 through the input capacitor 12one matching amplifier 9. The amplitude or mean square value (rms) of an alternating signal at a non-inverting input 9onematching amplifier 9
Figure 00000005
selected so that the value of the amplitude (scc) voltage at the output 9four matching amplifier 9 would be

Figure 00000006
Figure 00000006

т.е.

Figure 00000007
должно быть равно напряжению, соответствующему виброускорению, действующему на пьезоэлектрический вибропреобразователь при первичной поверке (например,
Figure 00000008
=10 м/с2). Значение напряжения
Figure 00000009
сохраняют в запоминающем блоке 15.those.
Figure 00000007
should be equal to the voltage corresponding to the vibration acceleration acting on the piezoelectric vibration transducer during initial calibration (for example,
Figure 00000008
= 10 m / s 2 ). Voltage value
Figure 00000009
stored in the storage unit 15.

Переводят трехпозиционный переключатель 6 в третью позицию контактов 61-3 - 62-3 (в этом положении переключателя отключают от согласующего усилителя 9 контакт сигнального электрода 12 пьезоэлемента 11 пьезоэлектрического вибропреобразователя 1), подают с выхода источника тестового сигнала 7 на неинвертирующий вход 91 согласующего усилителя 9 электрический сигнал

Figure 00000010
(например, на базовой частоте 160 Гц). Спомощью измерительного блока 14 измеряют напряжение на выходе 94 согласующего усилителя 9. Амплитуду (с.к.з.) напряжения на выходе источника тестового сигнала 7
Figure 00000010
подбирают такой, чтобы значение амплитуды (с.к.з.) напряжения на выходе 94 согласующего усилителя 9
Figure 00000011
было равно
Figure 00000012
, т.е. напряжению, соответствующему виброускорению, действующему на пьезоэлектрический вибропреобразователь при первичной поверке (например,
Figure 00000008
=10 м/с2). Значения напряжений
Figure 00000013
и
Figure 00000011
также сохраняют в запоминающем блоке 15.The three-position switch 6 is moved to the third position of the contacts 6 1-3 - 6 2-3 (in this switch position, the contact of the signal electrode 1 2 of the piezoelectric element 1 1 of the piezoelectric vibration transducer 1 is disconnected from the matching amplifier 9), it is fed from the output of the test signal source 7 to a non-inverting input 9 1 matching amplifier 9 electrical signal
Figure 00000010
(e.g. at a base frequency of 160 Hz). Using the measuring unit 14, the voltage at the output 9 4 of the matching amplifier 9 is measured. The amplitude (rms) of the voltage at the output of the test signal source 7
Figure 00000010
choose such that the value of the amplitude (RMS) of the voltage at the output 9 4 matching amplifier 9
Figure 00000011
was equal
Figure 00000012
, i.e. voltage corresponding to vibration acceleration acting on the piezoelectric vibration transducer during initial calibration (for example,
Figure 00000008
= 10 m / s 2 ). Voltage values
Figure 00000013
and
Figure 00000011
also stored in the storage unit 15.

Переводят трехпозиционный переключатель 6 в первую позицию контактов 61-1 - 62-1, после чего устройство готово к работе в режиме измерений виброускорения.The three-position switch 6 is transferred to the first position of the contacts 6 1-1 - 6 2-1 , after which the device is ready for operation in the vibration acceleration measurement mode.

Устройство для бездемонтажной проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем работает в трех режимах:A device for dismounting the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer operates in three modes:

- Измерение текущего значения параметров вибрации объекта.- Measurement of the current value of the vibration parameters of the object.

- Бездемонтажная проверка работоспособности виброметра (измерительной цепи совместно с пьезоэлектрическим вибропреобразователем).- Dismantle-free operation test of the vibrometer (measuring circuit in conjunction with a piezoelectric vibration transducer).

- Проверка работоспособности измерительной цепи виброметра (без пьезоэлектрического вибропреобразователя).- Checking the operability of the measuring circuit of the vibrometer (without a piezoelectric vibration transducer).

Измерение текущего значения параметров вибрации объекта.Measurement of the current value of the vibration parameters of the object.

Переводят трехпозиционный переключатель 6 в первую позицию контактов 61-1 - 62-1 (фиг.), после чего устройство готово к работе в режиме измерений виброускорения. Информацию о виброускорении, воздействующего на пьезоэлектрический вибропреобразователь 1 со стороны объекта 2, получают с измерительного блока 14.The three-position switch 6 is transferred to the first position of the contacts 6 1-1 - 6 2-1 (Fig.), After which the device is ready for operation in the vibration acceleration measurement mode. Information about the vibration acceleration acting on the piezoelectric vibration transducer 1 from the side of the object 2 is obtained from the measuring unit 14.

Бездемонтажная проверка работоспособности виброметра (измерительной цепи совместно с пьезоэлектрическим вибропреобразователем). Через интервал времени, регламентированный в технических условиях на устройство, осуществляют проверку работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем. Для этого переводят трехпозиционный переключатель 6 во вторую позицию его контактов 61-2 - 62-2 (фиг.). С выхода источника тестового сигнала 7 на неинвертирующий вход 91 согласующего усилителя 9 подают электрический сигнал

Figure 00000014
(например, на базовой частоте 160 Гц). С помощью измерительного блока 14 измеряют напряжение
Figure 00000015
на выходе 94 а согласующего усилителя 9 и сравнивают его значение с начальным значением напряжения
Figure 00000016
сохраненным в запоминающием блоке 15. Если амплитуда напряжения на выходе 94 согласующего усилителя 9Dismantle-free operation test of the vibrometer (measuring circuit in conjunction with a piezoelectric vibration transducer). After a time interval, regulated in the technical conditions for the device, they check the operability of the vibrometer with a piezoelectric vibration transducer. To do this, transfer the three-position switch 6 to the second position of its contacts 61-2 - 62-2 (Fig.). From the output of the test signal source 7 to non-inverting input 9one matching amplifier 9 provides an electrical signal
Figure 00000014
(e.g. at a base frequency of 160 Hz). Using the measuring unit 14 measure the voltage
Figure 00000015
 at the exit 9four and matching amplifier 9 and compare its value with the initial voltage value
Figure 00000016
 stored in the storage unit 15. If the voltage amplitude at the output 94 of the matching amplifier 9

Figure 00000017
Figure 00000017

(отклонение не должно превышать регламентированного в технических условиях на устройство значения, например, 5%) то принимают решение об исправном состоянии пьезоэлектрического вибропреобразователя 1, соединительного кабеля 3, согласующего усилителя 9 и остальных блоков, входящих в состав устройства (измерительной цепи виброметра).(the deviation should not exceed the value regulated, for example, by 5% for the device), then they decide on the working condition of the piezoelectric vibration transducer 1, connecting cable 3, matching amplifier 9 and other units included in the device (measuring circuit of the vibrometer).

Если же

Figure 00000018
отклонение превышает значение, регламентированное в технических условиях на устройство, то вначале проводят измерение емкости соединительного кабеля 3 вместе с емкостью пьезоэлектрического вибропреобразователя 1. При текущем значении суммарной емкости
Figure 00000019
принимается решение об исправности соединительного кабеля 3 и подключенного к нему пьезоэлектрического вибропреобразователя 1.If
Figure 00000018
the deviation exceeds the value regulated in the technical specifications for the device, then first measure the capacitance of the connecting cable 3 together with the capacitance of the piezoelectric vibration transducer 1. At the current value of the total capacity
Figure 00000019
a decision is made on the serviceability of the connecting cable 3 and the piezoelectric vibration transducer 1 connected to it.

Проверка работоспособности измерительной цепи виброметра (без пьезоэлектрического вибропреобразователя)Checking the operability of the measuring circuit of the vibrometer (without a piezoelectric vibration transducer)

Переводят трехпозиционный переключатель 6 в третью позицию контактов 61-3 - 62-3 (фиг.) (таким образом, отключают пьезоэлектрический вибропреобразователь от согласующего усилителя), подают с выходаисточника тестового сигнала 7 на неинвертирующий вход 91 согласующего усилителя 9 электрический сигнал

Figure 00000020
(например, на базовой частоте 160 Гц). С помощью измерительного блока 14 измеряют напряжение
Figure 00000021
на выходе согласующего усилителя 9 и сравнивают значение измеренного напряжения с сохраненным в запоминающем блоке 15 начальным значением напряжения
Figure 00000022
. Если амплитуда (с.к.з.) напряжения выходе согласующего усилителя 9The three-position switch 6 is moved to the third position of the contacts 6 1-3 - 6 2-3 (Fig.) (Thus, the piezoelectric vibration transducer is disconnected from the matching amplifier), an electrical signal is supplied from the output of the test signal 7 to the non-inverting input 9 1 of the matching amplifier 9
Figure 00000020
(e.g. at a base frequency of 160 Hz). Using the measuring unit 14 measure the voltage
Figure 00000021
the output of the matching amplifier 9 and compare the value of the measured voltage with the initial voltage value stored in the storage unit 15
Figure 00000022
. If the amplitude (RMS) of the voltage output of the matching amplifier 9

Figure 00000023
,
Figure 00000023
,

а отклонение превышает значение, регламентированное в технических условиях на устройство, то делают вывод о неправильной работе согласующего усилителя или возник сбой в работе остальных входящих в устройство блоков (например, несанкционированное изменение значений

Figure 00000024
в запоминающем блоке 15).and the deviation exceeds the value regulated in the technical specifications for the device, then they conclude that the matching amplifier is malfunctioning or there is a malfunction in the remaining units included in the device (for example, unauthorized change of values
Figure 00000024
in the storage unit 15).

Блоки заявляемого устройства 7, 8, 9, 13-17 могут быть реализованы в цифровом виде с помощью платы ЦАП-АЦП.The blocks of the claimed device 7, 8, 9, 13-17 can be implemented in digital form using the DAC-ADC board.

Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления устройства для бездемонтажной комплексной проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.Thus, it is seen that the above information confirms the possibility of implementing a device for dismantling a comprehensive health check of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer, to achieve the specified technical result and solve the problem.

Claims (1)

Устройство для бездемонтажной проверки работоспособности виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем, содержащее подключенную к вибропреобразователю через соединительный кабель измерительную цепь, включающую двухканальный переключатель с перекидными контактами, измерительный блок, источник тестового сигнала, блок сравнения и блок индикации неисправности, отличающееся тем, что двухканальный переключатель выполнен трехпозиционным, а измерительная цепь снабжена запоминающим блоком, источником напряжения постоянного тока, источником опорного напряжения и согласующим усилителем с входными - двумя резисторами и конденсатором, входами первым - неинвертирующим и вторым - инвертирующим, третьим входом, соединенным с источником напряжения постоянного тока, и выходом; при этом к перекидным контактам первой и второй позиций первого канала переключателя по проводу сигнального кабеля с экраном подключен первый - сигнальный контакт электрода пьезоэлемента вибропреобразователя, установленного на объекте измерения вибрации, соединенного с общей шиной совместно с экраном сигнального кабеля и контактом второго, возможно изолированного от корпуса электрода вибропреобразователя; контакт первой позиции второго канала переключателя соединен с общей шиной, а к контактам второй и третьей позиций второго канала переключателя подключен выход источника тестового сигнала, соединенного также с общей шиной; подвижный контакт первого канала переключатателя через входной резистор подключен к инвертирующему входу согласующего усилителя, соединенного с общей шиной; подвижный контакт второго канала переключатателя через входной конденсатор подключен к неинвертирующему входу согласующего усилителя, к этому же входу согласующего усилителя через входной резистор подключен выход источника опорного напряжения, такжесоединенного с общей шиной; к выходу согласующего усилителя подключен измерительный блок, к первому выходу которого последовательно подключены запоминающий блок, блок сравнения и индикатор неисправности, причем второй выход измерительного блока соединен со вторым входом блока сравнения.A device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer, comprising a measuring circuit connected to the vibration transducer via a connecting cable, including a two-channel switch with changeover contacts, a measuring unit, a test signal source, a comparison unit and a fault indication unit, characterized in that the two-channel switch is made of three-position, and the measuring circuit is equipped with a storage unit, a constant voltage source then ka, a reference voltage source and a matching amplifier with input - two resistors and a capacitor, the first inputs are non-inverting and the second is inverting, the third input is connected to a DC voltage source, and the output; at the same time, to the change-over contacts of the first and second positions of the first channel of the switch, the first one is connected to the signal cable of the piezoelectric element of the vibration transducer installed on the object of vibration measurement connected to the common bus together with the screen of the signal cable and the contact of the second, possibly isolated from the housing vibration transducer electrode; the contact of the first position of the second channel of the switch is connected to a common bus, and the output of the test signal source connected to the common bus is connected to the contacts of the second and third positions of the second channel of the switch; the movable contact of the first channel of the switch through the input resistor is connected to the inverting input of the matching amplifier connected to a common bus; the movable contact of the second channel of the switch through the input capacitor is connected to a non-inverting input of the matching amplifier, to the same input of the matching amplifier through the input resistor is connected the output of the reference voltage source, also connected to the common bus; a measuring unit is connected to the output of the matching amplifier, to the first output of which a storage unit, a comparison unit and a fault indicator are connected in series, the second output of the measuring unit being connected to the second input of the comparison unit.
RU2018118878U 2018-05-22 2018-05-22 Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer RU185575U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118878U RU185575U1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118878U RU185575U1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185575U1 true RU185575U1 (en) 2018-12-11

Family

ID=64754283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118878U RU185575U1 (en) 2018-05-22 2018-05-22 Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185575U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU128321U1 (en) * 2013-03-01 2013-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM
US9057655B2 (en) * 2012-08-31 2015-06-16 Meggitt Sa Force sensor and method for testing its reliability
RU152833U1 (en) * 2014-11-25 2015-06-20 Закрытое акционерное общество "Вибро-прибор" Piezoelectric Transducer Performance Monitoring Device
RU153273U1 (en) * 2015-04-13 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") TESTER FOR MONITORING AND DIAGNOSTIC OF PIEZOELECTRIC SENSORS
EP3203202A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-09 Meggitt SA Measuring circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9057655B2 (en) * 2012-08-31 2015-06-16 Meggitt Sa Force sensor and method for testing its reliability
RU128321U1 (en) * 2013-03-01 2013-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM
RU152833U1 (en) * 2014-11-25 2015-06-20 Закрытое акционерное общество "Вибро-прибор" Piezoelectric Transducer Performance Monitoring Device
RU153273U1 (en) * 2015-04-13 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") TESTER FOR MONITORING AND DIAGNOSTIC OF PIEZOELECTRIC SENSORS
EP3203202A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-09 Meggitt SA Measuring circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6273111B2 (en) Force sensor and method for testing its reliability
US7292048B2 (en) Method and apparatus for measuring a dielectric response of an electrical insulating system
EP2035769A1 (en) Vibration and condition monitoring system and the parts thereof
CN205175552U (en) Little wind vibration of transmission line moves on -line monitoring device's measurement standard ware
JP5690171B2 (en) Fault diagnosis method and fault diagnosis device for lightning arrester
EP3317683A1 (en) Energy storage cell impedance measuring apparatus, methods and related systems
RU185575U1 (en) Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer
JP2009236596A (en) Vibration sensor and method for determining state of the same
JP4398198B2 (en) Insulation degradation region diagnosis system and method for electric wire or cable
CN110553908B (en) Material testing machine
Beug et al. Dynamic bridge standard for strain gauge bridge amplifier calibration
RU2701207C1 (en) Complex of devices for measuring parameters of mechanical oscillations of objects
EP3084417A1 (en) Structural health monitoring system employing electromechanical impedance technology
CN113994185A (en) Structural health monitoring
Svarny et al. Data Acquisition Unit for On-Site Diagnostics of Air Compressors
KR20080091876A (en) Protection methord of relay means trouble
RU2705747C1 (en) Complex of devices for measuring parameters of mechanical oscillations of high-temperature objects
RU2813636C1 (en) Set of devices for measuring the parameters of mechanical vibrations of objects with temperature error compensation
RU152833U1 (en) Piezoelectric Transducer Performance Monitoring Device
RU223423U1 (en) INSTALLATION RESONANCE FREQUENCY METER OF PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER
JP2000209767A (en) Analog input section monitoring device for digital protective controller
CN112119319A (en) State analysis of an inductively operating component
RU128321U1 (en) PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM
RU2775572C1 (en) Method for determining the operability of the transducer of spatial vibration on a working object
KR102648264B1 (en) Performance diagnosis device of electric railway power conversion device and performance diagnosis method of electric railway power conversion device using the same