SU1647243A1

SU1647243A1 - Vibration measuring device

Info

Publication number: SU1647243A1
Application number: SU884624447A
Authority: SU
Inventors: Георгий Владимирович Зусман; Владимир Иванович Петрович
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1991-05-07

Abstract

Изобретение относитс к вибродиагностике и может быть использовано дл измерени вибрации различных машин и механизмов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени вибрации. В устройстве RC-цепь (З, 4) включена между неинвертирующим входом операционного усилител 1 и общей шиной, а инвертирующий вход операционного усилитетч соединен с его выхо- дом. 1 ил.The invention relates to vibration diagnostics and can be used to measure the vibration of various machines and mechanisms. The aim of the invention is to improve the accuracy of vibration measurement. In the device, an RC circuit (G, 4) is connected between the non-inverting input of the operational amplifier 1 and the common bus, and the inverting input of the operational amplifier is connected to its output. 1 il.

Description

Устройство предназначено дл измерени вибрации различных машин и ме- ханизмо в, например турбин, компрессоров , двигателей, и может быть использовано дл дистанционного измерени вибрации объектов с повышенной точностью .The device is designed to measure the vibrations of various machines and mechanisms, such as turbines, compressors, engines, and can be used to remotely measure the vibrations of objects with increased accuracy.

Цель изобретени - повышение точности измерени вибрации путем увеличени соотношени сигнал/шум.The purpose of the invention is to improve the accuracy of vibration measurement by increasing the signal-to-noise ratio.

На чертеже изображена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит операционный усилитель 1, пьезодатчик 2, включенный между входами операционного усилител , RC-цепь с емкостью 3 и сопротивлением 4, причем RC-цепь включена между неинвертирующим входом операционного усилител и общей шиной, а инвертирующий вход операционного усилител подключен к его выходу.The device contains an operational amplifier 1, a piezo sensor 2 connected between the inputs of an operational amplifier, an RC circuit with a capacitance of 3 and a resistance of 4, the RC circuit being connected between a non-inverting input of an operational amplifier and a common bus, and an inverting input of an operational amplifier connected to its output.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При воздействии на пьезодатчики 2 силы F(t) за счет пьезоэффекта вWhen acting on the piezosensor 2, the force F (t) due to the piezoelectric effect in

пьезоматериале происходит пропорциональное изменение электрического пол E(t). Из внешней цепи пьезодатчика поступает зар д q(t) дл компенсации изменени электрического пол , т.е.Piezomaterial is proportional to the change of the electric field E (t). The charge q (t) comes from the external circuit of the piezo sensor to compensate for the change in the electric field, i.e.

K(t) E(t) /- q(t),K (t) E (t) / - q (t),

где - значок пропорциональности.where is the proportionality icon.

Поскольку пьезодатчик 2 включен между входами операционного усилител 1, то напр жение на нем поддерживаетс близким к кулю и на пьезоэлементе не происходит накоппение зар да, а зар д накапливаетс на емкости 3 С. На неинвертирующем входе операционного усилител 1 образуетс напр жение q(t)/C / F(t), где q(t) - чувдт- вительность пьезодатчика 2 по зар ду.Since the piezoelectric sensor 2 is connected between the inputs of the operational amplifier 1, the voltage on it is kept close to the Kull and no charge accumulates on the piezoelectric element, and the charge accumulates on the capacitor 3 C. A voltage q (t) forms on the non-inverting input of the operational amplifier 1 / C / F (t), where q (t) is the piezoelectric sensitivity 2 for charge.

оabout

1 to1 to

оэoh

Так как инвертирующий вход операционного усилител 1 соединен с его выходом, то UBblx(t) q(t)/C.Since the inverting input of the operational amplifier 1 is connected to its output, then UBblx (t) q (t) / C.

Таким образом, в предлагаемом устройстве происходит преобразование зар да в выходное напр жение с таким же коэффициентам как и в прототипе.Thus, in the proposed device, the charge is converted to an output voltage with the same coefficients as in the prototype.

Рассмотрим шумовые характеристики прототипа и предлагаемого устройства.Consider the noise characteristics of the prototype and the proposed device.

В прототипеIn prototype

ЛL

САК - -2 СА 2 2SAK - -2 CA 2 2

-Г V +C + 1+-c-)u-G V + C + 1 + -c-) u

(1)(one)

Ш 6WX fW 6WX f

4444

АЛAL

де U,., „. - выходное шумовое напр жение прототипа;de u,., „. - prototype noise output voltage;

-шумовое напр жение пье- зодатчика 2;noise noise voltage of piezoelectric detector 2;

-суммарна емкость пьезо- датчика и соединительного кабел ;- total capacitance of the piezo sensor and connecting cable;

-шумовое напр жение RC- цепи;Noise voltage of RC circuit;

-шумовое напр жение операционного усилител 1.Noise voltage op amp 1.

В предлагаемом устройствеIn the proposed device

иand

сwith

иand

UIRC.UIRC.

шоуshow

ЛL

U.U.

ШАSha

П2 + ТТ2P2 + TT2

uiuftc uiuftc

(2)(2)

где U „.,.,-- выходное шумовое напр жеШ 2„where U „.,., is the output noise voltage W 2„

ние предлагаемого устройства . Из выражений (1) и (2) следует,the proposed device. From expressions (1) and (2) it follows

что ывыу,7 швыхг даже дл СА С хот на практике дл обеспечени больwhat is left, 7 shvyhg even for SA C although in practice to ensure pain

5five

00

5five

00

шего усилени полочного сигнала и с учетом соединени пьезодатчйка с уси- лителем через коаксиальный кабель С - преимущество предлагаемого устройства про вл етс сильнее.Enhancing the shelf signal and taking into account the connection of the piezo sensor to the amplifier via the coaxial cable C, the advantage of the proposed device is stronger.

Таким образом, с учетом одинаковых коэффициентов преобразовани зар да в напр жение дл прототипа и предлагаемого устройства и меньших выходных шумов предлагаемого устройства последнее обеспечивает большее .соотношение сигнал/шум, чем прототип, и поэтому обладает большей точностью, особенно при работе с малыми сигналами .Thus, given the same charge-to-voltage conversion ratios for the prototype and the proposed device and the lower output noise of the proposed device, the latter provides a greater signal-to-noise ratio than the prototype, and therefore has greater accuracy, especially when working with small signals.

Claims

Invention Formula

A device for measuring vibration, containing an operational amplifier, a piezo sensor connected between the inputs of an operational amplifier, a KS circuit, characterized in that, in order to improve the accuracy of vibration measurements, an RC circuit is connected between the non-inverting input of the operational amplifier and the common bus, the inverting input of the operational amplifier is connected to the output of the operational amplifier.

Output