SU838403A1 - Виброметр - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля амплитуд механических вибраций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- ’ му результату является виброметр, содержащий последовательно соединенные датчик, выполненный в виде основания, чувствительного к магнитному полю эле-, мента, закрепленного на основании, магнитного подвеса, включающего три параллельно расположенных магнита,два из которых жестко закреплены на основании и установленные перпендикулярно основанию непараллельно двум жестко 15 закрепленным магнитам направляющие, несущие третий магнит, усилитель,стрелочный индикатор и включенную параллельно чувствительному элементу нелинейную нагрузку 11]. 2С

Однако в этом виброметре подвижный относительно основания магнит, служащий одновременно инерционной массой, нагружен второй магнитной системой, . создающей управляющее магнитное поле, 25 которое воздействует на магниточувствительный электронный элемент, что значительно увеличивает габариты и вес устройства, а следовательно, ограничивает область его применения. 30

Цель изобретения — уменьшение размеров.

Указанная цель достигается;тем, что чувствительный к магнитному полю элемент представляет собой магнитодиод.

Кроме того, с целью формирования линейной выходной характеристики,последовательно с магнитодиодом включены параллельно соединенные коллекторная цепь транзистора, резистор и последовательно соединенные транзистор и диод.

На чертеже показан общий вид виброметра .

Виброметр содержит последовательно соединенные датчик, выполненный в виде нижнего основания 1, чувствительного к магнитному полю элемента, представляющего собой магнитодиод 2, закрепленный на основании 1, и магнитного подвеса, включающего три параллельно расположенных магнита 3,4 и 5, два из которых 3 и 4 жестко закреплены на основании 1 планками 6 и 7 и неподвижные, а один - 5- подвижный, и направляющие 8, и 9, установленные перпендикулярно основанию 1 и параллельно двум жестко закрепленным на основании 1 неподвижным магнитам .3 и 4 и несущие основания 10, индикатор .12 чувствительнагрузку,

5 .25 третий подвижный магнит 5, а другой конец направляющих закреплен на магнитах с помощью верхнего усилитель 11, стрелочный и включенную параллельно ному элементу нелинейную представляющую собой включенные последовательно с магнитодиодом 2, параллельно соединенные коллекторную цепь транзистора 13, резистор 14 и последовательно включенные транзистор 15 и диод 16, в базовые цепи транзисторов включены делители напряжения, состоящие из регулирующих резисторов 17 и 18 и постоянных сопротивлений 19 и 20. 'Резисторы 17 и 18 зашунтированы конденсаторами 21 и 22. Источник 23 питания соединен с последовательно включенными магнит од и-одом 2 и нелинейной нагрузкой. Датчик установлен на поверхности 24.

Виброметр работает следующим образом,

Механические колебания контролируемой поверхности 24 передаются нижнему основанию.датчика 1 и через пленки • 6 и 7 — верхнему основанию 10, а также жестко соединенным с конструктивными элементами основания неподвижным магнитам 3 и 4 и магнитодиоду 2. Неподвижные относительно основания 1 , магниты 3 и 4 взаимодействующий с ними разноименными полюсами подвиж-. ный магнит 5 устанавливаются с некоторым воздушным зазором.Тангенциальная составляющая магнитного потока в зазоре образует тангенциальную состав~з5 ляющую усилия, которое удерживает подвижный· магнит 5 на уровне неподвижных магнитов 3 и 4. Таким образом формируется широкоходовая ''магнитная¹' пружина,обладающая жесткостью,зависящей от степени намагниченности материала магнитов и величины воздушного зазора между магнитами 3,4 и 5. При заданной массе подвижного магнита 5 регулированием величины воздушного зазора устанавливается необходимая жесткость подвеса, а, следовательно, его резонансная частота. Магнитодиод 2 может быть размещен относительно торца подвижного магнита 5 в двух вариантах. В одном из них оси симметрии магнитодиода и магнита совпадают, при этом относительное перемещение магнитодиода и магнита приводит к формированию выходного сигнала той относительно

В другом варианте вижного магнита 5 смещены в плоскости колебаний на рас- . стояние, равное наибольшей величине виброперемещения. Этот режим характеризуется равенством частот выходного сигнала и воздействия. В режиме виб. рометра инерционная масса - подвижный магнит 5, остается неподвижной, благодаря скольжению направляющих 8 и 9 в подшипниках основания 1 датчика.

с удвоенной часточастоты воздействия. оси симметрии πόλη магнитодиода 2

При периодическом изменении положения подвижного магнита 5 относительно магнитодиода 2 происходит изменение величины магнитного потока, воздействующего на магнитодиод 2. Изменение магнитного потока сопровождается изменением внутреннего сопротивления магнитодиода 2, что становится причиной появления в цели нагрузки переменной составляющей тока. При этом в начале процесса смещения осей подвихни ого магнита 5 и магнитодиода 2 чувствительность цепи к перемещению мала, она постепенно увеличивается до некоторого предела и далее опять уменьшается. Поэтому и в статическом и динамическом режимах зависимость приращения тока цепи от приращений перемещения имеет нелинейный характер. Для обеспечения линейного характера зависимости приращений напряжения нагрузки от перемещения, т.е. выходной характеристики, нагрузка магнито-, диода 2 представляет собой параллельное соединение транзистора 13 линейного резистора 14 и транзситора 15 с диодом 16 в коллекторной цепи. При этом обеспечиваются равные приращения напряжения нагрузки, соответствующие равным приращениям перемещения,так как транзистор 13 формирует ''пьедестал' ¹ вольтамперной характеристики нагрузки и пологий начальный участок, обеспечивающий наибольшую чувствительность виброметра в области наименьшей собственной чувствительности магнитодиода 2, транзистор 13 формирует ' крутой участок характеристики в области наибольшей собственной чувствительности, а транзистор 15 с диодом 16 обеспечивают наибольшую возможную чувствительность виброметра в области наименьшей собственной чувствительности системы магнитодиод 2 - магнит 5. Сформированный на нагрузке сигнал, несущий информацию о величине амплитуды виброперемещения, подается на усилитель 11 и через него — на стрелочный индикатор 12 со шкалой, отградуированной в единицах перемещения.

Применение изобретения позволяет уменьшить габариты устройства, обеспечить линейность его характеристики, что повышает точность измерения вибрации малых объектов.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР по за вке 2717154/18-28, кл.С 01 Н 11/00, 1979 (прототип).

АнмитуЗа