Какие режимы работы вибродатчика инерционного действия известны и чем они характеризуются

---

С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: Специальный, вд_2004 ответы.doc.
Показать все связанные файлы

---

Подборка по базе: Задания к экзамену по управлению человеческими ресурсами.doc, КТ Экзамен Теория государства и права.docx, теория к экзамену.docx, задачи экзамен.docx, Билеты к устному экзамену по химии 10 класс.doc, Вопросы для подготовки к экзамену_2022.docx, Гистология Экзамен 2023.pdf, Перечень вопросов к экзамену по Бух учету.docx, Матан экзамен 1 семестр.doc, Веселые экзамены2-3кл..doc

---

Общий экзамен по вибрационному методу НК. II уровень. Версия 2004 г.

1. Какие колебания имеют наибольшее практическое значение при эксплуатации промышленного оборудования?

1. механические*

2. электрические

3. тепловые

2. Что представляет собой вибрация?

1. колебания машин

2. колебания подшипников турбоагрегатов

3. относительно малые отклонения твёрдого тела или его точек при механических колебаниях*

3. В каких видах деятельности метод вибрационного контроля оборудования приносит наибольший эффект?

1. при изготовлении оборудования

2. при монтаже и ремонте оборудования

3. при эксплуатации оборудования*

4. Всякая ли вибрация является вредной?

1. да

2. нет*

3. только низкочастотная

5. К чему приводит воздействие вибрации в роторных машинах?

1. к поломке

2. к преждевременному износу и поломке*

3. к уменьшению продуктивности работы машины

6. Указать пример полезного использования вибрации.

1. в устройствах различного технологического назначения*

2. в устройствах для уплотнения бетона

3. в транспортирующих установках

7. Что такое параметрически возбуждаемые колебания?

1. автоколебания

2. колебания, возникающие вследствие параметрического изменения параметров системы*

3. колебания, возбуждаемые внешним источником

8. Какие колебания называют свободными?

1. колебания маятника

2. колебания физического тела в пространстве*

3. колебания тела при его возбуждении

9. Какие колебания называют вынужденными?

1. колебания стола вибростенда

2. колебания транспорта

3. колебания системы при воздействии на неё внешних сил*

10. Что такое крутильные колебания?

1. знакопеременное вращение физического тела вокруг выбранной оси*

2. вращение тела вокруг заданной оси

3. колебания ротора при его остановке

11. Какая вибрация называется периодической?

1. синусоидальная

2. вибрация, при которой каждое значение колеблющейся величины повторяется через равные промежутки времени*

3. периодически повторяющаяся

12. Что такое случайная вибрация?

1. вибрация, параметры которой заранее не заданы

2. вибрация, протекание которой во времени неизвестно и не может быть выражено математически*

3. вибрация, которая возникает случайно
13. Какие известны виды периодической вибрации?

1. гармоническая и полигармоническая

2. прямолинейная и угловая

3. крутильная*

14. Какие колебательные величины характеризуют вибрацию?

1. резкость, виброускорение, виброскорость, виброперемещение*

2. виброускорение

3. виброскорость

15. Выбрать формулу виброускорения гармонической вибрации.

1. А=² s₀ sin (t)

2. А= s₀ sin (t+)

3. А=- ² s₀ sin (t+)*

16. Выбрать формулу виброскорости гармонической вибрации.

1. V= s₀ cos (t)

2. V= s₀ cos (t+)*

3. V= ² s₀ cos (t+)

17. Выбрать формулу виброперемещения гармонической вибрации.

1. S=s₀ sin (t)

2. S=s₀ sin (t+)*

3. S=s₀ sin (t-)

18. Что такое форма вибрации?

1. графическое изображение непрерывной последовательности мгновенных значений колебательной величины на данном промежутке времени*

2. вид колебательной величины

3. спектр частот

19. В каких единицах принято измерять виброускорение?

1. м с^-2

2. м с^-1

3. мм с^-2*

20. В каких единицах принято измерять виброскорость?

1. мм с^-1*

2. м с^-1

3. см с^-1

21. В каких единицах принято измерять виброперемещение?

1. см

2. мм

3. мкм*

22. В каких единицах принято измерять частоту?

1. с^-1*

2. мин^-1

3. час^-1

23. Какой параметр обычно используют при оценке интенсивности виброперемещения?

1. размах*

2. амплитуда

3. среднее значение

24. Какой параметр обычно используют при оценке виброскорости?

1. среднее значение

2. амплитуда

3. среднеквадратическое значение*

25. Какой параметр обычно используют при оценке интенсивности виброускорения?

1. среднеквадратическое значение

2. максимальное пиковое значение*

3. амплитуда

26. Что такое фазовый сдвиг?

1. разница в моментах начала отсчёта между двумя и более гармоническими процессами*

2. разность в отсчёте двух колебаний

3. расстояние между началами и окончаниями двух колебательных процессов

27. Что такое резонанс?

1. возникновение наибольшей амплитуды колебаний

2. резонансная частота системы

3. совпадение частоты возбуждающей силы с резонансной частотой системы или её части*

28. Чем характеризуется ударный импульс?

1. длительностью импульса, длительностью фронта нарастания, пиковым значением*

2. длительностью импульса, длительностью фронта нарастания

3. длительностью импульса

29. Какие колебания называют синфазными?

1. сдвиг фаз равен 180⁰

2. сдвиг фаз равен 0⁰, 360⁰*

3. сдвиг фаз равен 90⁰

30. Какие колебания называют противофазными?

1. сдвиг фаз равен 180⁰*

2. сдвиг фаз равен 90⁰, 270⁰

3. сдвиг фаз равен 360⁰

31. Сложение колебаний производится:

1. путём сложения мгновенных значений колебательных величин

2. путём сложения мгновенных значений колебательных величин с учётом фаз*

3. путём сложения скалярных значений

32. Что такое биение?

1. результат сложения двух колебаний различной частоты

2. результат сложения двух колебаний с близкими частотами*

3. колебания с периодически меняющейся амплитудой

33. Сколькими степенями свободы в пространстве обладает свободно подвешенное тело?

1. тремя

2. шестью*

3. девятью

34. Что такое добротность системы?

1. величина, обратная коэффициенту затухания*

2. величина амплитуды колебаний на резонансе системы

3. результат воздействия сил сопротивления

35. Что такое «огибающая биений»?

1. кривая колебаний

2. кривая, касающаяся вершин и впадин отдельных колебаний*

3. несущая частота колебаний

36. Чему равна частота огибающей?

1. частоте биений*

2. частоте одной из составляющих колебаний

3. низшей частоте

37. Что такое узловая линия на вибрирующей детали?

1. линия, где вибрация максимальна

2. линия раздела фаз колебаний

3. линия с нулевой вибрацией, при переходе через которую колебания меняют фазу на 180⁰

38. Как связана частота с периодом колебаний:

1. частота численно равна периоду колебаний

2. частота равна отношению единицы к периоду колебаний*

3. частота равна отношению единицы к половине периода колебаний

39. Что такое линейный спектр колебаний?

1. совокупность амплитуд гармонических составляющих колебаний*

2. совокупность различных частот колебаний

3. разница между наибольшей и наименьшей частотами колебаний

40. Что такое гармонический анализ?

1. практическое разложение колебаний в ряд Фурье*

2. разложение на гармоники

3. выделение нужной гармоники

41. Что такое автоколебания?

1. колебания, возникающие произвольно

2. колебания, поддерживаемые внутренними силами системы*

3. колебания, подпитываемые извне

42. Какие известны принципы измерения вибрации?

1. кинематический и динамический*

2. контактные и бесконтактные

3. механические и электрические

43. Какой принцип измерения вибрации называется кинематическим?

1. который заключается в измерении параметров вибрации исследуемого объекта относительно какого-либо другого объекта, принятого за неподвижный*

2. который осуществляется, когда при измерении параметров вибрации используют механические виброметры

3. который обеспечивает измерение виброперемещений

44. В чём заключается динамический принцип измерения вибрации?

1. в создании в датчике, воспринимающем вибрацию, искусственной неподвижной точки, относительно которой измеряются параметры вибрации исследуемого объекта

2. в механическом возмущении колебательной системы датчика вибрации

3. в обеспечении возможности измерения параметров неустановившейся вибрации и удара

45. Назвать типы датчиков, применяемых в системах виброконтроля и диагностики ГЦН:

1. датчики нейтронного потока

2. акустические датчики

3. акселерометры и индуктивные датчики перемещения*

46. Какие известны режимы работы вибродатчика инерционного действия и чем они характеризуются?

1. известны два режима – виброметр в области ниже частоты собственного резонанса и акселерометр в области частоты собственного резонанса

2. известны два режима – виброметр в области ниже частоты собственного резонанса и акселерометр в области выше частоты собственного резонанса

3. в зависимости от расположения области рабочих частот датчика относительно его резонансной частоты различают три режима – измерения виброскорости, виброперемещения и виброускорения*

47. В какой области частот датчик работает в режиме измерения виброперемещения?

1. в области частот, лежащей выше собственной частоты датчика*

2. в области частот, лежащей ниже собственной частоты датчика

3. в области частоты, близкой к резонансной частоте датчика

48. В какой области частот датчик работает в режиме измерения виброскорости?

1. в области частот, лежащей в области задемпфированной собственной частоты датчика*

2. в области частот, лежащей значительно ниже собственной частоты датчика

3. в области частот, лежащих выше собственной частоты датчика

49. В какой области частот датчик работает в режиме измерения виброускорения?

1. в области частот, лежащей выше собственной частоты датчика

2. в области частот, лежащей ниже собственной частоты датчика*

3. в области частоты, близкой к задемпфированной резонансной частоте датчика

50. Указать уравнение движения вибродатчика инерционного действия:

1. My + hy + ky = — Ms (t)*

2. My + hy + ky = Ms (t)

3. My — hy — ky = Ms (t),

где М – масса инерционного элемента, h – коэф-т демпфирования, k – коэф-т упругости, y – относительное перемещение массы, s (t) – виброперемещение объекта контроля

51. Какие требования предъявляются к характеристикам виброизмерительной аппаратуры (при работе в нормальных условиях) для правильного измерения вибрации в рабочем диапазоне частот?

1. пропорциональная АЧХ и линейная АХ

2. плоская (параллельная оси частот) АЧХ, линейная ФЧХ, нулевая АХ

3. плоская (параллельная оси частот) АЧХ, пропорц — я частоте или нулевая ФЧХ и линейная АХ*

52. Какими соотношениями связаны между собой параметры гармонической вибрации (A,V, J – амплитудные значения виброперемещения, виброскорости и виброускорения соответственно)?

1. A; V = 2fA; J = (2f)²A*

2. A; V = fA; J = f²A

3. A; V = f; J = (f)²A

53. Какими соотношениями связаны между собой амплитудное, среднее и среднеквадратичное значения параметров гармонической вибрации?

1. Х_ср = 0,637 Х_а; Х_скз = 1,41 Х_а

2. Х_а = 0,707 Х_ср; Х_а = 637 Х_скз; Х_скз = 1,41 Х_а

3. Х_ср = 0,637 Х_а; Х_скз= 0,707 Х_а ;Х_а = 1,41 Х_скз*

54. Указать основные источники погрешности виброизмерительной аппаратуры:

1. неправильно установленный коэффициент преобразования, неправильно выбранная точка измерений, наличие внешних магнитных полей, несоответствие условий окружающей среды паспортным данным, недостаточная жёсткость крепления датчика

2. неправильно установленный коэффициент преобразования, неравномерность АЧХ, нелинейность АХ, непропорциональность ФЧХ, поперечная чувствительность датчика, несоответствие условий эксплуатации паспортным данным *

3. неправильно выбранный частотный диапазон, несоответствие условий окружающей среды паспортным данным, нелинейность АХ, непропорциональность ФЧХ, поперечная чувствительность датчика

55. Какое требование предъявляется к АЧХ виброизмерительной аппаратуры в рабочем диапазоне частот?

1. АЧХ должна быть плоской с допускаемой по ТУ погрешностью*

2. АЧХ должна быть линейной с допускаемой по ТУ погрешностью

3. АЧХ должна быть пропорциональной в рабочем диапазоне частот

56. Какое требование предъявляется к АХ виброизмерительной аппаратуры в рабочем диапазоне?

1. АХ должна быть плоской с допускаемой по ТУ погрешностью

2.АХ должна быть линейной с заданной в паспорте погрешностью в рабочем динамич. диапазоне*

3. АХ должна быть равномерной с заданной в паспорте погрешностью в рабочем динамическом диапазоне

57. Какое требование предъявляется к ФЧХ виброизмерительной аппаратуры в рабочем диапазоне частот?

1. ФЧХ должна быть равномерной

2. ФЧХ должна быть линейной с заданной в паспорте погрешностью в рабочем динамическом диапазоне частот

3. ФЧХ должна быть пропорциональной частоте или нулевой*

58. В каких случаях непропорциональность частоте ФЧХ не вносит искажений в результат измерений?

1. при измерении среднего значения параметра

2. при измерении СКЗ параметра и амплитудного спектра*

3. при измерении размаха виброперемещения и пикового значения виброускорения

59. Указать определение поперечной чувствительности вибродатчика (относительно коэффициента поперечного преобразования):

1. относительная величина, равная отношению макс. величины сигнала на входе датчика от вибрации, действующей в направлении, перпенд. рабочей оси, к сигналу от вибрации того же уровня, действующего вдоль рабочей оси*

2. сигнал на выходе датчика от вибрации, действующей в направлении, перпендикулярном рабочей оси датчика

3. погрешность измерений, вызванная наличием поперечной составляющей

60. В каком виде представляются данные о поперечной чувствительности датчика?

1. указывается поперечная чувствительность, определённая при произвольном направлении действия поперечной вибрации на датчик

2. указывается величина сигнала датчика при действии на него заданного значения вибрации

3. в виде диаграммы направленности либо указанием макс. значения поперечной чувствительности, определённого по диаграмме направленности*

61. На какой частоте рекомендуется определять поперечную чувствительность датчика?

1. на базовой частоте или одной из частот, лежащих в рабочем диапазоне частот датчика с учётом характеристик вибростенда*

2. одной из частот, лежащих в рабочем диапазоне частот вибростенда

3. на базовой частоте 80 Гц

62. Указать методы определения частоты установочного резонанса высокочастотных датчиков?

1. на вибростенде на различных частотах путём сличения сигналов испытуемого и образцового датчиков и с использованием стального куба со стороной 24,5 мм и массой 180 г, возбуждаемого датчиком-возбудителем*

2. методом ударного возбуждения при определении частоты установочного резонанса высокочастотных акселерометров

3. по расшифровке сигнала на выходе датчика, возникающего при ударе по объекту, на котором установлен датчик

63. Что такое деформационная чувствительность акселерометра?

1. возникновение на выходе датчика паразитного сигнала из-за неправильной установки датчика на объекте

2. паразитный выходной сигнал, возникающий в случае стеснённой деформации чувствительного элемента

3. возникновение из-за изгибных деформаций объекта в месте крепления акселерометра, что вызывает деформацию пьезопластин и возникновение на выходе датчика паразитного сигнала*

64. Как влияет способ крепления датчика к вибрирующему объекту на его характеристики?

1. определяет надёжность крепления датчика к объекту измерений

2. определяет частоту установочного резонанса, следовательно, верхнюю границу рабочего диапазона частот датчика *

3. влияет на коэффициент преобразования вибродатчика

65. Какие условия внешней среды могут оказать влияние на выходной сигнал пьезоэлектрического датчика?

1. резкие изменения температуры, магнитные и электрические поля, радиация, акустические шумы, влажность*

2. температура и радиация

3. температура, электрические и магнитные поля

66. Какие электрические характеристики контролируются при проверке исправности акселерометра?

1. только сопротивление изоляции

2. только коэффициент преобразования

3. соответствие ёмкости и сопротивления на выходе паспортным данным*
67. Как проверяют коэффициент преобразования вибродатчика и аппаратуры для измерения параметра вибрации?

1. на калибровочном вибростенде на базовой частоте*

2. на калибровочном вибростенде в рабочем диапазоне частот

3. на калибровочном вибростенде на средней частоте рабочего диапазона частот

68. Как определяется погрешность измерения, выполненного с помощью технического измерительного прибора?

1. принимается равной указанной в паспорте прибора погрешности, а далее в результат измерения вносят поправки, учитывающие влияние окружающей среды

2. принимается равной указанной в паспорте прибора погрешности, никаких поправок в результат измерений не вносится*

3. на калибровочном вибростенде на средней частоте рабочего диапазона частот

69. Из чего складывается погрешность измерений?

1. из дополнительных погрешностей от внешних влияющих факторов

2. из основной погрешности (погрешности калибровки при НУ) и дополнительных погрешностей от внешних влияющих факторов *

3. из основной погрешности (погрешности калибровки при НУ)

70. Как рассчитывается суммарная погрешность измерения технического измерительного прибора в области НУ?

1. арифметическим или квадратическим суммированием всех видов погрешностей, нормируемых в области НУ*

2. только квадратическим суммированием всех видов погрешностей, нормируемых в области НУ

3. только арифметическим суммированием всех видов погрешностей, нормируемых в области НУ

71. При каком способе суммирования частных погрешностей суммарная погрешность завышается?

1. при арифметическом способе суммирования *

2. при квадратическом способе суммирования

3. при всех способах суммирования

72. Чем определяются нормальные условия при калибровке виброизмерительной аппаратуры и датчиков?

1. температурой окружающей среды и характеристиками питающей сети

2. температурой 20 1⁰ С, давлением 750  50 мм рт.ст., относительной влажностью 65  5 %, частотой питающей сети 50  0,5 Гц

3. МИ 1873-88*

73. Какими НД определяются условия поверки виброизмерительных приборов?

1. ГОСТ 8.395-80

2. ТУ на поверяемый прибор

3. МИ 1873-88*

74. Чем определяются область нормальных условий эксплуатации измерительного прибора?

1. совокупностью значений влияющих величин, в которых дополнительные погрешности не выходят за допустимые пределы*

2. допустимой погрешностью измерения

3. паспортом прибора

75. Какая погрешность виброизмерительного прибора является основной и при какой метрологической операции она определяется?

1. погрешность определения коэффициента преобразования вибродатчика и аппаратуры, при их калибровке на вибростенде *

2. погрешность аппаратуры в области НУ

3. погрешность, указанная в паспорте

76. Может ли погрешность измерения параметров вибрации быть меньше, чем погрешность калибровки виброизмерительной аппаратуры?

1. может

2. не может*

3. погрешность определяется погрешностью калибровки

77. Выбрать правильное определение термина «вибрационная диагностика»:

1. техническая диагностика, основанная на моделировании вибрации объекта диагностирования

2. техническая диагностика, основанная на нормировании вибрации объекта диагностирования

3. техническая диагностика, основанная на анализе вибрации объекта диагностирования*

78. Выбрать правильное определение термина «вибрационно – диагностический метод»:

1. метод акустического НК, основанный на анализе параметров вибрации, возникающей при отклонениях состояния ОК от установленного в НД

2. метод акустического НК, основанный на анализе параметров случайной вибрации, возникающей при отклонениях состояния ОК от установленного в НД

3. метод акустич. НК, основанный на анализе параметров вибрации, возникающей при работе ОК *

79. Выбрать правильное определение термина «вибрационный НК»:

1. НК, основанный на измерениях упругих колебаний, возбуждаемых или возникающих в ОК *

2. НК, основанный на анализе случайных и упругих колебаний, возбуждаемых в ОК

3. НК, основанный на анализе случайных колебаний, возбуждаемых в ОК

80. Выбрать правильное определение термина «диагностическая модель»:

1. формальное описание изделия, подвергаемого диагностированию, с помощью аналитического математического аппарата с целью моделирования его поведения на ЭВМ, учитывающее возможные изменения в его исправном и неисправном состоянии

2. формальное описание изделия, подвергаемого диагностированию, необходимое для решения задач диагностирования (в аналитической, векторной и др. формах), учитывающее возможные изменения в его исправном и неисправном состоянии *

3. формальное описание изделия, подвергаемого диагностированию, с помощью аналитического математического аппарата с целью моделирования его поведения на ЭВМ

81. Выбрать правильное определение термина «состояние исправности»:

1. состояние, при котором исследуемый агрегат соответствует всем требованиям, установленным НД*

2. состояние при котором исследуемый агрегат способен выполнять заданные функции в пределах, установленных НД, т.е. могут присутствовать необнаруженные неисправности, не препятствующие применению его по назначению

3. состояние исследуемого агрегата, при котором он выполняет в текущий момент времени предписанные ему алгоритмы функционирования

82. Выбрать правильное определение термина «состояние работоспособности»:

1. состояние, при котором исследуемый агрегат соответствует всем требованиям, установленным НД

2. состояние при котором исследуемый агрегат способен выполнять заданные функции в пределах, установленных НД, т.е. могут присутствовать необнаруженные неисправности, не препятствующие применению его по назначению*

3. состояние исследуемого агрегата, при котором он выполняет в текущий момент времени предписанные ему алгоритмы функционирования

83. Выбрать правильное определение термина «состояние правильности функционирования»:

1. состояние, при котором исследуемый агрегат соответствует всем требованиям, установленным НД

2. состояние при котором исследуемый агрегат способен выполнять заданные функции в пределах, установленных НД, т.е. могут присутствовать необнаруженные неисправности, не препятствующие применению его по назначению

3. состояние исследуемого агрегата, при котором он выполняет в текущий момент времени предписанные ему алгоритмы функционирования*

84. Выбрать правильное определение термина «предельное (аварийное) состояние»:

1. состояние исследуемого агрегата, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна вследствие превышения его параметрами допустимых пределов*

2. состояние, при котором при котором его дальнейшая эксплуатация вследствие превышения его параметрами допустимых пределов возможна только при постоянном контроле и с ограниченным НД сроком

3. состояние, при котором при котором его дальнейшая эксплуатация вследствие превышения его параметрами допустимых пределов возможна только при постоянном контроле, с ограниченным НД сроком и по согласованию с органами Госгортехнадзора

85. Выбрать правильное определение термина «предельное (аварийное) состояние»:

1. состояние исследуемого агрегата, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна вследствие превышения его параметрами допустимых пределов*

2. состояние, при котором при котором его дальнейшая эксплуатация вследствие превышения его параметрами допустимых пределов возможна только при постоянном контроле и с ограниченным НД сроком

3. состояние, при котором при котором его дальнейшая эксплуатация вследствие превышения его параметрами допустимых пределов возможна только при постоянном контроле, с ограниченным НД сроком и по согласованию с органами Госгортехнадзора

86. Правомерно ли утверждать, что проверка правильности функционирования менее полна, чем проверка работоспособности, так как она позволяет убедиться лишь в том, что исследуемый агрегат правильно функционирует в данном режиме работы в данный момент времени?

1. да*
2. нет
3. зависит от объекта контроля

87. Допустимо ли разделение возможных состояний оборудования (не учитывая то, что множество возможных состояний оборудования вследствие их изменения во времени бесконечно) только на два подмножества: работоспособные и предельные?

1. да*

2. нет

3. зависит от объекта контроля

88. Что характеризует запас работоспособности?

1. средний межремонтный интервал данного типа оборудования

2. приближение состояния агрегата к предельно допустимому*

3. количество неисправностей, обнаруженных в текущий момент

89. Дать определение работоспособности.

1. установление принадлежности агрегата по состоянию к одному из подмножеств: исправное состояние, работоспособное состояние, состояние правильности функционирования

2. установление принадлежности агрегата по состоянию к одному из подмножеств: работоспособное состояние или предельное*

3. предсказание момента перехода агрегата из работоспособного состояния в предельное

90. В чём заключается обнаружение неисправности?

1. в анализе параметров вибрации с целью обнаружения дефекта

2. в анализе характера изменения работоспособности агрегата

3. в определении того, в каком из предельных состояний находится агрегат*

91. Выбрать правильное определение понятия «диагностический тест»:

1. совокупность проверок, достаточная для определения состояния агрегата вплоть до выявления характера неисправностей*

2. совокупность внешних воздействий, достаточная для определения состояния агрегата вплоть до выявления характера неисправностей

3. испытание агрегата с помощью внешних воздействий для моделирования его поведения

92. Всегда ли допустимо разбиение агрегата на узлы и точки для упрощения процедуры поиска возможных неисправностей, приводящих к отказу?

1. совокупность проверок, достаточная для определения состояния агрегата вплоть до выявления характера неисправностей*

2. совокупность внешних воздействий, достаточная для определения состояния агрегата вплоть до выявления характера неисправностей

3. испытание агрегата с помощью внешних воздействий для моделирования его поведения

93. Что включают алгоритмы диагностирования?

1. формирование системы правил принятия принадлежности к тому или иному классу состояний

2. формирование системы информативных диагностических признаков, построение эталонных изображений для каждого класса технических состояний и разработку правил принятия принадлежности к тому или иному классу состояний*

3. математическое моделирование изменения характера вибрации ОК при подаче на него тестовых воздействий
94. Дать определение понятию «критические узлы»:

1. элементы и сопряжения, на которых измеряется вибрация

2. элементы и сопряжения, находящиеся в предельном состоянии

3. элементы и сопряжения, отказ которых наиболее вероятен*

95. Какова основная причина вибрации деталей агрегатов?

1. циклические нагрузки

2. статические нагрузки

3. динамические нагрузки*

96. Вследствие чего возникает образивный износ?

1. истирания трущихся поверхностей*

2. контакта поверхностей в условиях разрушения масляной плёнки

3. усталости поверхностного слоя при относительном скольжении поверхностей и вследствие микрошероховатостей

97. Вследствие чего возникает заедание?

1. истирания трущихся поверхностей

2. контакта поверхностей в условиях разрушения масляной плёнки*

3. усталости поверхностного слоя при относительном скольжении поверхностей и вследствие микрошероховатостей

98. Вследствие чего возникает усталостный износ?

1. истирания трущихся поверхностей

2. контакта поверхностей в условиях разрушения масляной плёнки

3. усталости поверхностного слоя при относительном скольжении поверхностей и вследствие микрошероховатостей*

99. Характерно ли для процесса приработки увеличение скорости износа?

1. да

2. нет*

100. Какая зависимость в период нормального износа обычно наблюдается между значением износа и временем?

1. линейная*

2. квадратичная

3. нет зависимости

101. Характерно ли для прогрессивного износа увеличение скорости износа?

1. да

2. нет*

102. Можно ли утверждать, что существует взаимосвязь между этапами износа и уровнем вибрации?

1. да*

2. нет

3. теоретически существует, но на практике не наблюдается

103. Характерно ли на этапе приработки постоянное увеличение уровня вибрации?

1. да

2. нет*

3. нет зависимости

104. Характерно ли на этапе нормальной работы постоянное увеличение уровня вибрации?

1. да

2. нет*

3. нет зависимости

105. Характерен ли на этапе интенсивного износа рост уровня вибрации?

1. да*

2. нет

3. нет зависимости

106. В чём заключается оценка состояний оборудования?

1. в сравнении текущих значений параметров вибрации с допустимыми в ГОСТах, НД

2. в установлении степени опасности зарождающихся и развитых дефектов ОК

3. в отнесении предъявленного к опознаванию виброакустического образа к одному из возможных классов (диагнозов) с помощью специально построенного разрешающего правила*

107. Допустимо ли рассматривать задачу диагностирования как двойственную: задачу построения характеристики класса состояний, которому принадлежит совокупный виброакустический образ и задачу принятия решения о принадлежности к одному из классов состояний испытуемого виброакустического образа?

1. да*

2. нет

3. вопрос поставлен некорректно

108. Способствует ли увеличение числа зависимых диагностических признаков более полному охарактеризованию объекта диагностирования и надёжному распознаванию?

1. да

2. нет*

3. зависит от ОК

109. Можно ли утверждать, что у роторных агрегатов периодическое возбуждение в наиболее простом виде проявляется как сумма гармонических составляющих, кратных основной частоте возмущения?

1. да*

2. нет

3. только для турбоагрегатов

110. Выбрать одну из основных частот возбуждения вибрации роторных агрегатов.

1. критическая частота ротора

2. вторая критическая частота ротора

3. частота вращения ротора*

111. Выбрать информативные параметры полигармонической и квазиполигармонической модели колебаний.

1. значения фаз дискретных составляющих спектра на частоте вращения ротора и её гармониках и скорость их изменения при увеличении наработки механизма

2. ширина линий дискретных составляющих спектра на частоте вращения ротора и её гармониках

3. значения амплитуд дискретных составляющих спектра на частоте вращения ротора и её гармониках и скорость их изменения при увеличении наработки механизма*

112. Чем чаще всего определяются амплитуды колебаний на роторных частотах?

1. нелинейностью и анизотропностью опорных реакций

2. величиной дисбаланса, несоосностью валов, кинематическими погрешностями и отношением критической частоты вращения ротора к рабочей*

3. конструктивными особенностями подшипниковых опор

113. Можно ли утверждать, что модель полигармонического возбуждения колебаний в роторных агрегатах не может учитывать частотные составляющие, кратные числу элементов взаимодействия на окружности ротора?

1. да

2. нет*

3. зависит от конструктивных особенностей

114. В чём преимущества полигармонической модели возбуждения колебаний?

1. она позволяет сконцентрировать внимание лишь на определённых частотах kf, кратных основной частоте колебаний f_в диагностируемого узла*

2. она позволяет учитывать влияние шумового компонента, прямо связанного со степенью деградации узлов и механизмов

3. это наиболее универсальная модель

115. Какая из моделей наиболее адекватно описывает процесс возбуждения колебаний – полигармоническая или квазиполигармоническая?

1. одинаково

2. полигармоническая

3. квазиполигармоническая*

116. На чём основана квазиполигармоническая модель процесса возбуждения колебаний?

1. на представлении колебаний в виде суперпозиции широкополосных периодических полигармонических импульсных процессов с кратными средними частотами

2. на представлении колебаний в виде суперпозиции узкополосных случайных процессов с кратными средними частотами*

3. на представлении колебаний в виде суперпозиции узкополосных периодических полигармонических импульсных процессов с кратными средними частотами

117. Можно ли утверждать, что размытие линий спектра квазигармонической модели колебаний по отношению к дискретным линиям полигармонической модели является недостатком?

1. да

2. нет*

118. Допустимо ли широкое использование (при формировании диагностических признаков состояния агрегата) соотношения энергии периодического и шумового компонента в качестве информативного параметра вибросигнала?

1. да*

2. нет

3. только для турбоагрегатов

119. На чём основана импульсная модель виброакустического сигнала?

1. на представлении процессов возбуждения колебаний в роторных агрегатах в виде полигармонической вибрации

2. на представлении процессов возбуждения колебаний в роторных агрегатах в виде случайной последовательности полигармонических и шумовых импульсов произвольной формы

3. на представлении процессов возбуждения колебаний в роторных агрегатах в виде периодической последовательности импульсов определённой формы*

120. При формировании импульсной модели виброакустического сигнала используют:

1. представление колебания в виде модуляции высокочастотного гармонического сигнала суммой гармонических же низкочастотных колебаний*

2. представление колебания в виде одиночного полигармонического импульса суммой гармонических же низкочастотных колебаний

3. представление колебаний в виде полигармонической вибрации

121. Чем обычно сопровождается возникновение дисбаланса и/или несоосности валов?

1. ростом шумового компонента виброакустического сигнала

2. ростом вибрации на субгармониках частоты вращения ротора

3. ростом вибрации на частоте вращения ротора и её гармониках*

122. В чём обычно выражается влияние на характер вибрации погрешностей изготовления и монтажа деталей машин, температурных изменений геометрических параметров деталей и зазоров в сочленениях, изменений вязкости смазки, искажения формы и качества поверхностей взаимодействующих деталей с наработкой?

1. в появлении вибрации на частоте вращения ротора и падении вибрации на зубцовых частотах

2. в падении вибрации на частоте вращения ротора и росте вибрации на зубцовых частотах

3. в появлении флуктуаций амплитуд, размытии дискретных линий спектра полигармонических колебаний, росте шумового компонента*

123. В чём обычно выражается влияние на характер вибрации истирания (абразивного изнашивания) контактирующих поверхностей роторных машин?

1. в росте шумового компонента, увеличении амплитуд гармонического ряда основной частоты возбуждения кинематического узла и перераспределение амплитуд между гармониками этого ряда*

2. в появлении характерных непериодических всплесков в сигнале вибрации, модулирующих основной процесс возбуждения колебаний

3. в уменьшении шумового компонента и увеличении амплитуд гармонического ряда зубцовых частот возбуждения кинематического узла
124. В чём обычно выражается влияние на характер вибрации выкрашивания (локального изнашивания) контактирующих поверхностей роторных машин?

1. в уменьшении шумового компонента и увеличении амплитуд гармонического ряда зубцовых частот возбуждения кинематического узла

2. в появлении периодических всплесков вибросигнала, модулирующих основной процесс возбуждения колебаний*

3. в появлении периодических всплесков импульсной кратно-частотной вибрации

125. В чём обычно выражается влияние на характер вибрации периодического попадания раковин в зону контакта при вращательном движении элементов агрегата?

1. в появлении в спектре сигнала одиночных импульсов в окрестности основных частот возбуждения, вызванных амплитудной модуляцией

2. в появлении в спектре сигнала групп импульсов в окрестности основных частот возбуждения, вызванных частотной модуляцией

3. в появлении в спектре сигнала комбинационных частот (mf_z  kf_r) в окрестности основных частот возбуждения, вызванных амплитудной модуляцией*

126. C чем сходно по своему проявлению развитие трещины в теле детали вращения?

1. с развитием выкрашивания, но скорость развития данного дефекта значительно выше*

2. с развитием выкрашивания, но скорость развития данного дефекта значительно ниже

3. оба ответа не верны

127. В чём выражается влияние развивающегося задира на сигнал вибрации?

1. сигнал вибрации становится существенно нестационарным из-за нерегулярности выбросов, а в спектре сигнала наблюдается рост амплитуд основных частот возбуждения mf_z при одновременном падении амплитуд комбинационных частот (mf_z  kf_r)

2. сигнал вибрации становится существенно нестационарным из-за нерегулярности выбросов, а в спектре сигнала наблюдается рост амплитуд основных частот возбуждения mf_z при одновременном росте амплитуд комбинационных частот (mf_z  kf_r)*

3. никакого влияния нет

128. Что рационально исследовать, если физика воздействия неисправности на колебания механизма связана с появлением амплитудной или фазовой модуляции?

1. свойства шумового компонента сигнала вибрации

2. свойства огибающей сигнала вибрации*

3. соотношение амплитуд дискретных составляющих

129. Что рационально использовать для выделения периодического сигнала на фоне помехи?

1. метод синхронного накопления*

2. метод асинхронного накопления

3. уменьшение количества усреднений при методе асинхронного накопления

130. Какой метод анализа рационально использовать при появлении или усилении полигармонических колебаний?

1. анализ формы вибросигнала, легко позволяющий оценить визуально соотношение периодического и шумового компонентов

2. анализ контурных характеристик

3. кепстральный анализ, сжимающий информацию об изменениях в сигнале до обозримого количества гармоник, амплитуды которых легко оценить количественно*

131. Выбрать наиболее приемлемое правило размещения вибродатчика на подшипниках:

1. максимально возможное приближение к диагностическому узлу и установка только на жёсткие элементы конструкции с подготовленной поверхности*

2. максимально возможное приближение к главным осям подшипника и установка в том числе и на тонкостенные элементы конструкции с подготовленной поверхностью

3. максимально возможное приближение к диагностическому узлу и установка в том числе и на тонкостенные элементы конструкции с подготовленной поверхностью
132. Допускается ли измерение составляющих вибрации путём установки на верхнюю часть крышки подшипника трёхкомпонентного вибродатчика для измерения вибрации?

1. да, для всех типов агрегатов

2. для некоторых типов агрегатов*

3. не допускается

133. Если при периодическом контроле насосов и нагнетателей невозможно проведение измерений по трём главным направлениям в зоне одного подшипника или требуется минимизация количества замеров, каким двум направлениям отдаётся предпочтение?

1. осевому и поперечному, как правило, соответствующим направлению минимальной жёсткости системы*

2. осевому и поперечному, как правило, соответствующим направлению максимальной жёсткости системы

3. двум поперечным направлениям, соответствующим максимальной и минимальной жёсткости системы

134. Допускается ли измерять осевую вибрацию привода и нагнетателя при периодическом контроле только у подшипника свободного конца вала?

1. да, всегда*

2. зависит от режима работы агрегата

3. нет

135. Существует ли необходимость использования различных контрольных точек и направлений измерения вибрации для диагностирования моделей механической и электромагнитной систем электрических машин?

1. да, всегда*

2. только на холостом ходу машины

3. нет

136. Какова основная цель эксплуатационных норм вибрации оборудования?

1. контроль производительности и КПД оборудования

2. контроль технического состояния оборудования в процессе эксплуатации, т.е. создание таких условий эксплуатации, при которых была бы исключена возможность аварий

3. контроль технического состояния оборудования в процессе эксплуатации, т.е. решение диагностической задачи: создание таких условий эксплуатации, при которых была бы создана возможность своевременного обнаружения любых, даже незначительных повреждений или отклонений*

137. Существует ли единый набор критериев для оценки технического состояния, подходящий для любого класса оборудования?

1. только для насосов

2. да, существует

3. нет*

138. При оценке состояния агрегатов (кроме гидротурбин) с вращающимся ротором по общему уровню вибрации, какой из нормируемых параметров устанавливается в большинстве случаев?

1. среднеквадратическое значение виброскорости*

2. среднеквадратическое значение виброускорения

3. пиковое значение виброускорения

139. Какой из трёх приведённых ниже недостатков более существенен при оценке состояния оборудования по общему уровню вибрации?

1. нечувствительность к изменениям сравнительно низкоуровневых частотных составляющих (составляющих с малыми энергиями в колебательном процессе) вибросигнала, характерных для ряда зарождающихся дефектов*

2. отсутствие возможности обеспечения достаточно высокой степени чувствительности параметра на начальной стадии развития дефекта, поскольку уровень вибрации определяется в фиксированной полосе частот (обычно 10-1000 ГЦ)

3. отсутствие связи между частотной полосой контроля и частотой вращения ротора

140. Правомерно ли утверждение, что оценка состояния по уровню вибрации в частотных полосах даёт более достоверные результаты, чем оценка состояния по общему уровню вибрации?

1. да*

2. только для турбоагрегатов

3. нет

141. Правомерно ли утверждение, что при оценке состояния по уровню вибрации в частотных полосах требования к ширине полос, их количеству и допустимым значениям не зависят от конструктивных особенностей агрегата?

1. да

2. только при постоянной нагрузке

3. нет*

142. Целесообразно ли в большинстве случаев применение индивидуального набора критериев и предельных значений для оценки состояния каждого конкретного агрегата на каждой конкретной контрольной точке?

1. да

2. только при достаточной численности специалистов по диагностике

3. нет*

143. Возможно ли с помощью периодического мониторинга исключить возникновение аварий и разрушение оборудования?

1. да

2. только при обеспечении ежедневных измерений вибрации

3. нет*

144. Возможно ли с помощью аппаратуры постоянного контроля вибрации исключить возникновение аварий и разрушение оборудования?

1. да

2. только при параллельном проведении периодического контроля

3. нет*

145. В чём заключается основная задача периодического вибромониторинга?

1. в оценке состояния оборудования с целью оптимизации межремонтного интервала и уменьшения вероятности возникновения аварий и разрушения оборудования*

2. в 100%-ном недопущении возникновения аварий и разрушения оборудования

3. в увеличении производительности оборудования

146. Может ли применение вибродиагностики вызвать отрицательный экономический эффект?

1. да*

2. на определённых этапах развития

3. нет

147. Возможно ли проведение балансировки без использования фазового датчика?

1. нет

2. да*

148. Всегда ли изменение вязкости масла в подшипниках приводит к значительному увеличению вибрации на частоте ротора?

1. всегда

2. не всегда*

3. никогда

149. Всегда ли изменение вязкости масла в подшипниках приводит к изменению температуры подшипника?

1. всегда*

2. не всегда

3. никогда

150. Всегда ли увеличение статической силы приводит к увеличению температуры подшипника?

1. всегда*

2. не всегда

3. никогда

Датчики вибрации

Статья о датчиках вибрации. В статье приведена принципиальная схема датчика вибрации, а также подробно разобраны 2 типа датчиков вибрации: оптические и пьезоэлектрические вибродатчики.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Датчики давления метран» или «Датчики перемещения (индуктивный, оптический, емкостной и другие типы)».

Датчик вибрации (виброметр) – прибор, позволяющий определять параметры вибрационных явлений. Наиболее часто виброметры используются для определения:

1. Виброскорости
2. Виброускорения
3. Виброперемещения

Проще говоря, если вибрирующий объект считать простым осциллятором, то виброметр позволяет получить сведения как о базовых параметрах его колебаний (частота и амплитуда), так и, в некоторых случаях, получить спектральную характеристику колебательного процесса.

Рисунок 1. Схема датчика вибрации.

Общая схема датчика вибрации содержит два основных блока (Рисунок 1): вибропреобразователь (1) и электронный блок обработки (2). Функциональное назначение первого блока – преобразование механических вибраций в электрический сигнал. Механизмов преобразования несколько:

• Пьезоэлектрический
• Оптический
• Вихретоковый
• Индукционный

Механизм преобразования в значительной мере определяет как характеристики прибора, так и его стоимость.

Второй блок – электронный блок обработки – служит для «расшифровки» полученного сигнала. Как правило, на входе таких блоков стоит аналогово-цифровой преобразователь, и основная часть операций над сигналом производится уже в цифровом виде, что расширяет функциональные возможности процесса пост-обработки, улучшает помехоустойчивость и позволяет осуществлять вывод информации по внешнему интерфейсу.

При использовании на производстве стационарные виброметры могут входить в состав регулирующих систем в качестве датчиков обратной связи, для этих целей некоторые модели виброметров имеют аналоговый выходной сигнал (как правило, напряжение).

Для получения комплексной характеристики вибрационного процесса в состав измерительной системы может быть добавлен спектроанализатор. Если спектроанализатор многоканальный – он может служить основой распределённой системы вибрационной диагностики, содержащей более одного вибродатчика.

В настоящее время большинство виброметров относится к одному из двух типов:

1. Оптический виброметр
2. Пьезоэлектрический виброметр

Рассмотрим более подробно каждый тип датчиков.

Оптический виброметр

В основу работы оптического виброметра подобно ультразвуковым датчикам перемещения положен эффект Доплера. Прибор обычно содержит лазерный источник излучения, приёмную оптическую схему, а также электронную схему обработки (Рисунок 2). При отражении излучения от неподвижного объекта длина волны принятого луча не отличается от истинной длины волны лазера. Если объект перемещается вдоль оси излучения, происходит сдвиг длины волны отражённого излучения на некоторую величину (эффект Доплера), значение и знак которой несут информацию о скорости и направлении движения объекта, а используемая в составе приёмного оптического модуля интерферометрическая схема позволяет определить эту величину. Таким образом, колебания отражающей поверхности модулируют частотный сдвиг, и электронная обработка этого сигнала модуляции позволяет получить параметры вибрационных колебаний.

Рисунок 2. Схема оптического виброметра.

Несмотря на то, что в состав оптических виброметров входит источник лазерного излучения, такие приборы достаточно безопасны, поскольку за счёт высокой чувствительности приёмной оптической системы для проведения измерений достаточной оказывается весьма незначительная оптическая мощность.

Одним из основных достоинств оптических виброметров является то, что диагностика с их помощью может проводиться бесконтактно, при их использовании в стационарном измерительном комплексе требуется лишь однократная фокусировка на измеряемой поверхности. Кроме того, устройства этого типа обладают высокой точностью и быстродействием, поскольку лишены подвижных элементов. К недостаткам можно отнести довольно высокую цену.

Пьезоэлектрический виброметр

Как ясно из названия, в основу работы данного типа приборов положен пьезоэффект – явление возникновения разности потенциалов на пьезокристалле при его механической деформации. Внутри корпуса виброметра содержится инертное тело, подвешенное на упругих элементах, содержащих пьезоэлектрический материал (Рисунок 3). Если корпус прибора прикреплён к вибрирующей поверхности, упругие элементы зарегистрируют колебания инертного тела, которое не прикреплено непосредственно к корпусу, а потому стремится сохранять своё первоначальное положение. В целом, в данной конфигурации пьезоэлектрический виброметр есть не что иное, как акселерометр, и часто довольно сложно провести границу между этими видами чувствительных устройств.

Рисунок 3. Схема пьезоэлектрического виброметра.

Электрический сигнал с пьезокристалла, как правило, подаётся на аналогово-цифровой преобразователь, и его обработка осуществляется в цифровом виде. В целом, как и в случае с оптическим виброметром, основным назначением приёмного чувствительного блока является преобразование вибрации в электрический сигнал, а характер его дальнейшей обработки определяется параметрами цифровой электронной схемы.

Основным недостатком этого класса приборов является необходимость соприкосновения чувствительной части с измеряемым объектом, что не всегда уместно в условиях производства. Кроме того, пьезоэлектрические приборы имеют, как правило, более узкий диапазон воспринимаемых частот, поскольку имеют механический тракт передачи вибрации, где максимальная частота определяется инертностью компонентов.

К достоинствам пьезоэлектрических виброметров можно отнести их относительно невысокую стоимость, а также относительно простое устройство, что обеспечивает надёжность и устойчивость к внешним воздействиям.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник

Обзор датчиков вибрации

В данной статье вы познакомитесь с некоторыми примерами датчиков вибрации. Узнаете какие у них есть преимущества, какой виброметр в каких случаях лучше применять
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Какой расходомер ЭМИС купить» или «Датчики уровня метран».

Для всех механизмов, содержащих движущиеся массы, характерно наличие вибрации, которая при превышении допустимых значений приводит, в лучшем случае, к преждевременному ремонту механизма, в худшем – к невосстанавливаемому отказу или к аварии. Избежать нежелательных ситуаций позволяют многочисленные системы контроля и аварийной защиты, использующие информацию датчиков вибрации, описание которых приведено в разделе «Серийно выпускаемые датчики»

На нижнем уровне каждой такой системы контроля стоят первичные преобразователи – датчики вибрации. Правильный выбор типа оборудования позволяет купить датчики вибрации для конкретных механизмов и обеспечить их бесперебойную работу.

Имея текущие значения и данные виброконтроля за определенный период, можно от регламентного обслуживания оборудования перейти к обслуживанию по потребности. Это позволит проводить обслуживание и ремонт в минимальном объеме по фактическому состоянию агрегата. Переход на такой вид обслуживания техники может дать экономию до 18% за счет снижения простоев оборудования, затрат на запчасти и зарплату обслуживающего персонала.

Взаимозависимые параметры вибрации

Процесс выбора датчика определяется условиями его применения. Наиболее часто в системах контроля вибрации используют датчики:

• виброперемещения;
• виброскорости;
• виброускорения.

Первые характеризуют положение контролируемого объекта, вторые – быстроту изменения его положения во времени, а третьи – быстроту изменения скорости. Эти три параметра, характеризующие вибрацию, являются взаимосвязанными и, контролируя, например, виброускорение, путем однократного или двукратного интегрирования, легко вычислить остальные два параметра.

Наличие трех типов датчиков обусловлено необходимостью контроля вибрации на объектах с различными частотными характеристиками. В низкочастотной области хорошо зарекомендовали себя датчики виброперемещения, для среднечастотных объектов обычно применяются датчики виброскорости, а для высокочастотных – датчики виброускорения.

Физический смысл взаимосвязанных величин можно трактовать следующим образом: виброперемещение характеризует величину деформации объекта, виброскорость отражает степень усталостной прочности, а по виброускорению можно судить о величине колебательных сил, действующих на объект.

Серийно выпускаемые датчики вибрации

Датчики виброускорения

Датчик МВ — 43 является базовой моделью целой серии датчиков контроля виброускорения: от МВ – 44 до МВ – 47. Во всех моделях датчиков МВ в качестве чувствительного элемента применяется пакет пьезоэлементов, установленный на изоляционной прокладке и прижатый к основанию грузом с гайкой. Регулирование коэффициента преобразования возможно изменением массы обоймы.

Датчики отличаются коэффициентами преобразования, диапазонами частот, длинами тепло- и антивибрационного кабеля, видами соединителей и различными вариантами установки, рабочими температурами. Например, МВ-44 работоспособен при температурах до 400 градусов, а МВ-47 – до 650. МВ-45 отличается способом установки – он крепится посредством резьбового хвостовика в одной точке.

В зависимости от модели датчики виброускорения МВ применяются для непрерывного и долгосрочного контроля на объектах машиностроения и на виброактивных судовых и авиационных двигателях, газоперекачивающих аппаратах.

Датчик вибрации ДВА- 301

Датчики с аналоговым выходом предназначены для контроля виброускорения в различных отраслях: начиная с медицинской и пищевой и заканчивая отраслями промышленности с взрывоопасными условиями эксплуатации оборудования.

В настоящее время выпускается шесть модификаций датчика. Модели ДВА–301-1 осуществляют однокоординатный контроль виброускорения (ось Y), а ДВА-301-2 — двухкоординатный (оси X иY). Каждая из моделей имеет три модификации, отличающиеся верхним пределом измерения – 2g, 5g и 10g. Выходной сигнал датчика представлен унифицированным токовым сигналом со смещенным нулем.

Датчики виброскорости

Датчик вибрации ДВА – И3

Датчик применяется для измерения виброскорости узлов и деталей конструкции газовых и паровых турбин, насосов и другого оборудования. Датчик измеряет среднеквадратическое значение виброскорости по трем координатам. Конструктивно состоит из вибропеобразователя с тремя измерительными каналами, каждый из которых реализован на конденсаторе с подвижной и неподвижной обкладками. Выход датчика – три токовых сигнала, пропорциональные виброскорости по каждому направлению.

Выход измерительного преобразователя содержит цифровой канал (RS — 485) и три унифицированных токовых выхода или цифровой канал и четыре дискретных выхода типа «сухой контакт». Предусмотрена задержка срабатывания и сброса сигнализации от 0,1 до 30с по каждому каналу.

Датчик вибрации ДВСТ – 1

Линейка датчиков вибрации взрывозащищенного исполнения представлена моделями ДВСТ-1-10, ДВСТ-1-20, ДВСТ-1-30 и ДВСТ-1-50, предназначенными для контроля СКЗ виброскорости в пределах 0,5 -10, 1 – 20, 2 -30 и 3 – 50мм/c соответственно.

Конструктивно датчик выполнен в одном корпусе, в котором размещены пьезоэлемент, элементы согласования, электронный усилитель с фильтром, детектор средних квадратических значений и преобразователь напряжения в универсальный токовый сигнал со смещенным нулем, пропорциональный СКЗ виброскорости. Подключение датчиков к приборам токовой ветви производится двухжильным кабелем.

Датчик вибрации ДВС — И

Область применения датчиков ДВС – вибродиагностика механического оборудования. Датчик измеряет СКЗ и мгновенное значение горизонтальной и вертикальной составляющих виброскорости до 40 мм/с.

Конструктивно ДВС – И состоит из блока нормирующего преобразователя, соединенного линиями связи с двумя электродинамическими преобразователями.

В корпусе блока расположена плата нормирующего преобразователя и блок искробезопасности. На плате реализованы два отдельных канала измерения. Выходное напряжение электродинамического преобразователя, пропорциональное виброскорости, поступает в аналоговый тракт измерительного канала, масштабируется, фильтруется, затем проходит обработку в АЦП. Микропроцессор вычисляет СКЗ виброскорости и осуществляет запись мгновенных значений в ОЗУ. Вычисленные результаты поступают на ЦАП с токовым выходом и на цифровой выход (RS — 485). Мгновенные значения виброскорости обрабатываются ЦАП с выходом по напряжению.

Электродинамические преобразователи представляют собой полый металлический цилиндр, внутри которого расположены катушка с магнитным якорем и магнитные осевые опоры. При вибрации корпуса якорь изменяет свое положение относительно катушки и ЭДС, наведенная в ней, пропорциональна скорости смещения корпуса. Отличительная особенность – отсутствие пружинной подвески, что обеспечивает повышенную надежность устройства.

Датчики виброперемещения

Датчики вибрации DS-1

Датчик вибрации с вихретоковым преобразователем предназнчен для контроля величины осевого перемещения и поперечного биения электропроводящих валов (их вибрации) бесконтактным способом. Сфера применения – контроль работы и диагностика состояния турбин, насосов, компрессоров, электродвигателей.

Конструктивно датчик представляет зонд (резьбовую шпильку) с рамещенной в торце его катушкой индуктивности. При запитке катушки вокруг нее возникает электромагнитное поле, возбуждающее в контролируемом узле вихревые токи, изменяющие ее активное и индуктивное сопротивление. Величина изменения этих параметров пропорциональна изменению зазора в промежутке «торец зонда – контролируемый объект». Датчик поставляется комплектно с преобразователем, обеспечивающим унифицированный токовый сигнал. Аналогичная конструкция датчика вибрации DS – 2, отличия заключаются лишь в диапазоне измерения виброперемещения (для DS–1от10 до 200 мкм, для DS-2 – от 10 до 250мкм) и диапазонах измерения расстояния между торцом зонда и узлом контроля (0,5 – 2,5 и 0,5 – 5,5мм соответственно). Датчики могут работать с вихретоковым каналом ИКВ-1.

Датчик вибрации ДП-И

Датчик осуществляет измерение параметров вибрации – величин зазора и виброперемещения, векторную сумму и мгновенное значение виброперемещения.

Измерение осуществляется вихретоковым преобразователем, катушка которого запитывается импульсами тока, генерируемыми в нормирующем преобразователе. Наведенные в контролируемом узле вихревые токи изменяют комплексное сопротивление измерительной катушки. По величине комплексного сопротивления в нормирующем преобразователе вычисляется величина зазора (до 2,5 мм) или перемещение (до 500 мкм). Обработанная информация передается пользователю по интерфейсу RS-485 или аналоговым токовым сигналом. В зависимости от исполнения преобразователь выпускается в двух исполнениях: одно- и двухканальном.

Большое внимание разработке и производству датчиков вибрации уделяет компания HansfordSensors (Великобритания). Компания предлагает большой перечень датчиков виброскорости в обычном и компактном исполнениях и с токовым сигналом для связи с вторичными приборами.

Ведущим предприятием по производству систем контроля вибрации является компания «ТИК» (Россия). Ее продукция – датчики виброскорости, виброускорения и виброперемещения отличаются высокой надежностью и возможностью работы в любых условиях.

На производстве пьезоэлектрических датчиков вибрации (принцип действия пъезоэлектрических датчиков вибрации) специализируется научно-производственное объединение «НПО ИТ». Продукция объединения обладает высокой помехоустойчивостью и может работать в условиях действия сильных электромагнитных помех. Отдельные модели низкочастотных датчиков, например, АНС-260, рассчитаны на работу при температуре до 400 градусов, а высокочастотный вибродатчик АВС-059 – до 600 градусов. Спектр применения датчиков очень широк. Они используются для контроля вибрации в космической технике, для контроля работы турбин, двигателей и различного оборудования, работающего при высоких температурах.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник

Датчик вибрации представляет собой устройство, которое реагирует на вибрационные явления и регистрирует их. Предназначен для определения виброскорости, виброперемещения и виброускорения. Своевременное определение показателей позволяет выявить недостатки и неисправности в работе приборов, предотвратить поломки. Применяются в различных аппаратах, которые требуют учет вибрационных процессов, различных диагностических системах, теплоэнергетике, электроэнергетике, транспорте.

Конструкция и свойства

Основной характеристикой данного прибора является чувствительность. Она может быть разной и варьируется в диапазоне от 0.5 mB/g для миниатюрных моделей до 100 mB/g для промышленных агрегатов и свыше 500 mB/g для высокочувствительных.

К основным свойствам относятся:

• Высокий показатель ударной стойкости
• Высокий показатель собственной частоты
• Низкие показатели уровня собственного шума.

Представляют собой конструкцию, состоящую из двух блоков: вибропреобразователя и электронного блока. Первый представляет собой чувствительный элемент, предназначен для улавливания вибрационного движения и преобразования данного механического сигнала в электрический. Второй компонент выполняет функцию дешифровщика полученного электрического импульса и вывода информации в доступной форме, например цифровой. Современные модели оборудован микропроцессорным блоком управления. С его помощью возможна цифровая обработка сигналов, а также использование сложные алгоритмы, с их помощью учитывается весь спектр вибрационного воздействия.

Классификация

Выделяют несколько классификаций в зависимости от параметра, положенного в основу:

• По принципу работы. Генераторные — осуществляют прямое преобразование механической энергии в электрическую. Параметрические — имеют внешние источники питания, позволяют изменять сопротивление, частоту и другие электрические параметры за счет механического воздействия.
• По способу получения информации. Контактные — непосредственно крепятся к объекту исследования. Бесконтактные — измерения проводятся параметрбез предварительного крепежа, на определенном расстоянии.
• По механизму преобразователя сигнала выделяют три типа: оптические, пьезоэлектрические, трибоэлектрические, вихретоковые, радиоволновые.

Оптический датчик вибрации работает на основе эффекта Доплера. Он состоит из нескольких элементов:

• Источник излучения, чаще всего лазерного
• Приемник (оптическая схема)
• Электронная схема, предназначена для обработки информации.

В состоянии покоя длина волны луча лазера при отражении соответствует истинной длине луча. При возникновении вибрационных процессов происходит сдвиг длины волны. Определение значения и направления величин, на которую меняется длина волн лазерного луча, позволяет определить скорость и направление движения. С помощью интерферометрической схемы, которая располагается в приемнике, определяется данная величина. Таким образом, определяются тип вибрационных колебаний. Оптические ДВ делятся на 2 типа:

• Гомодинный метод. Предоставляет возможность изучения амплитуды и фаз вибрационных колебаний, но для получения достоверных результатов значения амплитуд не должны быть большими.
• Гетеродинный метод. Применяются при любых значениях амплитуд, но предполагают наличие достаточно сложной аппаратуры и периодической калибровки.

Применяются чаще всего в исследовательских лабораториях, в строительстве. К основным преимуществам можно отнести высокую чувствительность, быстродействие, компактность и пожаробезопасность. Кроме того, диагностика может осуществляться бесконтактным способом. В качестве недостатков можно выделить высокую стоимость, необходимость подключения сложного оборудования. Такие приборы потребляют большое количество энергии, чувствительны к качеству и чистоте поверхности, окружающей среде, атмосферным явлениям. При работе необходимо обязательное соблюдение мер предосторожности и использование дополнительных средств защиты.

Принцип работы трибоэлектрического устройства заключается в обнаружении каких-либо процессов деформации конструкции. Для этого предусмотрен специальный чувствительный элемент, особенностью которого является эффект трибэлектричества. Применяется чаще всего в оборудовании охранных систем, ограждении территорий.

Вихретоковые датчики вибрации предполагают бесконтактный способ работы. С их помощью можно провести замеры перемещения, а также частоты вращения. Состоят из трех основных элементов:

• Бесконтактный вихревой пробник — металлический зонд, с одной стороны которого располагается диэлектрический наконечник, с другой коаксиальный кабель. Конструкция зонда зависит от места монтажа.
• Драйвер — специальный электронный блок, который получает сигнал от пробника и определяет параметры полученной информации. На выходе получается электрический сигнал. Чаще всего представлен в виде герметичной металлической коробки, имеющей соединитель для коаксиального кабеля, клемы питания, заземления, проводов, выходных сигналов.
• Кабель, предназначен для подключения бесконтактного вихревого пробника к драйверу. Конструкция может предполагать использование кабеля разной длины. Для обеспечения надежности и прочности все составные части кабеля армируются.

На диэлектрическом наконечнике расположена катушка индуктивности, в которой возникают высокочастотные колебания с помощью драйвера. В результате этого образуется электромагнитное поле, которое необходимо для обеспечения взаимодействия с исследуемым объектом. На поверхности под действием электромагнитного поля возникают вихревые токи, способные изменить параметры самой катушки, ее активное и индуктивное сопротивление.  Все изменения преобразуются драйвером в электрические сигналы.

Конструкция может отличаться в зависимости от того в каком варианте выполнен пробник и длины удлинительного кабеля (их может быть несколько). Они высокочувствительны, не имеют нижних пределов по частоте, позволяют получить достаточно точные результаты, которые не требует математической обработки. Предназначен, в основном, для проверки в сфере тяжелой промышленности, диагностики турбинных установок, электромоторов.

В основу работы пьезоэлектрических устройств положен пьезоэффект. Пьезоэффект — это явление при котором возникает разность потенциалов на пьезокристалле при условии его механической деформации. Располагается пьезокристалл внутри чувствительного элемента.

Работает по следующему принципу:

• При возникновении вибрационных процессов возникают колебания, которые позволяют выработать электрический сигнал
• Полученный сигнал с пьезокристалла направляется в преобразователь
• Преобразователь обрабатывает полученную информацию и представляет ее в удобном для анализа виде.

Таким образом, чувствительный элемент предназначен для преобразования обнаруженных механических волн в электрический сигнал. Раньше их использовали только для определения ускорений, в настоящее время они позволяют измерить весь диапазон вибрационных характеристик с высоким уровнем точности.

Такие датчики вибрации, как пьезоэлектрические, достаточно распространены и доступны за счет относительного простого устройства, надежности, устойчивости к механическим воздействиям. К основным недостаткам можно отнести невозможность определения вибрационных колебаний без непосредственного контакта с предметом исследования. Кроме того, механические способ передачи не позволяет уловить весь спектр воспринимаемых частот.

Радиоволновые приборы относятся к типу бесконтактных, предоставляют возможность измерения различных параметров. Используются в любых условиях, на различных расстояниях, не чувствительны к загрязнениям, повреждениям поверхности. В основе работы используется принцип зависимости исследуемых параметров от величины параметров электромагнитных систем, которые можно контролировать, например, амплитуда сигнала, число колебаний, их частота, время прохождения волны от предмета исследования до источника. Выделяют 2 группы:

• Резонаторные. При работе данных приборов устройство, уровень вибрации которого необходимо измерить, помещается в поле СВЧ резонатора. Такой способ обеспечивает их высокую точность. Но достаточно сложная конструкция, невозможность измерений на больших расстояниях, необходимость создания колебаний, достаточно сложный механизм анализа полученных результатов не позволяют использовать их во всех сферах промышленности.
• Интерференционные — предполагают зондирование волнами СВЧ и их анализ в результате отражения от объекта.  В результате электромагнитного воздействия и интерференции возникает стоячая волна, которая меняет свою амплитуду под воздействием вибраций. Провести такие измерения напрямую довольно сложно, необходимы определенные навыки и калибровка при изменении любого параметра.

Применение в транспортной сфере

Приборы данного типа определяют вибрации электродвигателей, высокий уровень которых непосредственно влияет на надежность двигателя, снижает надежность подшипников. Все виды нагрузок от вибрирующего ротора разрушают масляную пленку подшипников скольжения, приводят к появлению механических повреждений.  Также подвержен разрушению подшипники качения, появление трещин, сколов, разрыв сепараторов приводит к выходу их из строя. Ускоряется изнашивание обмоток, вала, появляются трещин статора, возникают повреждения опорной рамы. Задача измерения уровня вибрационных процессов, их характера необходима для устранения причин, которых может быть множество:

• Механическое повреждение. Это может быть неправильная центровка, неисправности и искривления, ослабление креплений, повреждения соединительной муфты, дефекты в сборке, дефект фундамента и опорной рамы.
• Электромагнитное воздействие: неправильное соединение отдельных элементов, замыкания или обрывы в обмотках, неравномерный зазор воздуха, дисбаланс ротора, образование трещин, излишние зазоры, дефект самих подшипников.
• Аэродинамические причины — в результате воздействия вентиляторов, расположенных на роторе.

Для предотвращения повреждений, измеряются показатели на всех подшипниках электродвигателей в 3 направлениях:

• Вертикальном, в наивысшей точке подшипника
• Горизонтально-поперечном, на уровне оси вала (перпендикулярно)
• Горизонтально-осевом, на уровне оси вала.

Полученные показатели вибросокорости варьируются от 2.8 до 4.5 мм/с, в зависимости от числа оборотов (от 600 до 6000 об/мин).

Измерение проводится двумя способами: контактным и бесконтактным. Первый способ предполагает пьезоэлектрический датчик вибрации. Он устанавливается непосредственно на саму рабочую поверхность, например на подшипник. Наиболее предпочтительным в данном случае является резьбовое соединение. Необходимо учитывать, что штифт должен быть установлен в направлении вибрации. Не менее важным показателем является масса, которая должна быть не более 5% массы самого электродвигателя. Бесконтактным способом измерения проводятся с помощью вихретоковых датчиков или ультразвука. Проводить измерения лучше всего в режиме холостого хода для получения более точных результатов.

Какой датчик выбрать

Прежде чем приступить к изучению параметров, необходимо учитывать:

• Какой принцип будет использоваться. Кинематический — измерения осуществляются в тот момент времени, когда исследуемый объект находится в состоянии покоя. Динамический — объект должен находиться в состоянии искусственного движения. Обеспечивают абсолютные показатели.
• Способ измерения. Контактный или бесконтактный. Контактные датчики имеют достаточно простую конструкцию, просты в использовании, имеют точное положение на исследуемом объекте. Но их можно устанавливать не на все приборы, поэтому сфера применения достаточно узкая. Они подвержены различного рода механическим повреждениям, перепадам температур, другим атмосферным явлениям, которые сказываются на работе, приводят к сбоям и отказам работы. Кабель может мешать вращающимся элементам объекта. При выборе необходимо учитывать массу, для того чтобы сведения были достоверными.  На достоверность также негативно может повлиять слабый уровень импульсов, собственный шум и звуковые помехи, необходимость периодической калибровки.  Бесконтактные устройства особенно удобны в случае использования на объектах, где прямой физический контакт неудобен или недопустим. Они менее подвержены механическим воздействиям, инерционным процессам, что влияет на качество показателей. Позволяют получить информацию на разных расстояниях, при любых атмосферных и температурных условиях, в состоянии движения или покоя, от химически агрессивных и взрывоопасных объектов, а также находящихся в труднодоступных местах. С их помощью предоставляется возможность исследования объектов любой массы, форм и размера.

Особенности использования

К отличительным особенностям можно отнести:

• Принцип установки. Датчики вибрации могут быть установлены стационарно или временно.
• Сфера использования. Высокие показатели надежности и прочности позволяют применять данные прибор в различных сферах, в том числе в условиях пожаро- и взрывоопасности.
• Технические характеристики. Простая конструкция, понятный принцип работы, чувствительность, точность характеристик, возможность представления информации в цифровой форме.

Видео по теме

Привет, Вы узнаете про датчики вибрации, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое
датчики вибрации, измерительные преобразователи , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Датчики и сенсоры, Технические измерения и измерительные приборы .

Датчик вибрации, или вибродатчик — это аппарат, реагирующий на вибрационные явления и определяющий их параметры; исследуемые величины — виброперемещение, виброскорость, виброускорение; основной параметр прибора — чувствительность.

В конструкцию любого датчика вибрации входят:

• вибропреобразователь — блок, предназначенный для преобразования механического вибрационного движения в электрический сигнал; в зависимости от задействованного механизма преобразования различают модели оптические, пьезоэлектрические и вихретоковые;
• электронный блок для принятия, расшифровки и обработки сформированного электросигнала и вывода информации по внешнему интерфейсу; сегодня, как правило, включает АЦП, позволяющий проводить обработку данных в цифровом виде.

Датчики измерения вибраций, Назначение

Одним из параметров который характеризует нормальную работу авиационного двигателя, является параметр, получивший название вибрация.

Вибрация авиационного двигателя – движение точки или механической системы в целом во время, которого возрастают и уменьшаются со временем параметры, которые его характеризуют. Причинами возникновения вибрации могут быть:

• круговая неравномерность потока воздуха на входе в двигатель;
• неравномерность процессов в проточной части двигателя;
• овальность подшипников опор роторов;
• несбалансированность роторов двигателя;
• неисправность последовательно соединенных роторов;
• тепловой дисбаланс роторов.

Могут быть и другие причины, среди которых и такие как удары, которые возникают при разгоне, пробежке ВС по ВПП.

Наиболее веской причиной, по которой на авиационной технике (АД) устанавливаются, технические устройства (измерительные системы) для измерения вибрации является причина возможности раннего обнаружения и профилактики выхода из строя (разрушения) силовых установок.

Средства измерительной техники, которые измеряют величины характеризующие вибрацию, называются виброметрами, а в авиации их называют аппаратурой контроля вибрации и обозначают буквами ВВ (ИВ) с цифрами, которые условно определяют назначение и область применения.

Применяемые в настоящее время
датчики вибрации , как правило, имеют электрический выход. В качестве преобразователей перемещения в электрический сигнал используются омические, индуктивные, емкостные, электромагнитные, микросинные, пьезоэлектрические, магнитострикционные и другие типы преобразователей.

Существует много других типов и конструктивных форм датчиков вибрации. Ограничиваясь рассмотрением приведенных типов датчиков, заметим, что один и тот же датчик может работать во всех трех диапазонах измерения (перемещения, скорости и ускорения). Выбор датчика определяется диапазоном частот вибраций. Больше того, подавая сигналы вибродатчика на дифференцирующие или интегрирующие устройства, можно получить скорость или перемещение при входном, ускорении и аналогично ускорение при позиционном или скоростном входе.

Сигналы датчиков вибрации записываются на осциллографах (регистрирующих устройствах) различных типов. В настоящее время разработаны компактные магнитоэлектрические осциллографы для применения на борту летательного аппарата.

Принцип действия датчиков вибрации прост. Благодаря встроенному чувствительному элементу, установленный на оборудовании датчик преобразует механические колебания различных агрегатов, например, насосов, электродвигателей, турбин и другого оборудования в пропорциональные электрические сигналы.

В общем случае все датчики вибрации можно классифицировать по следующим параметрам:

• по типу чувствительных элементов: емкостные, индукционные, пьезоэлектрические;
• по наличию встроенных микросхем;
• по виду выходных электросигналов;
• по способам крепления оборудования.

Главное в вибродатчике – чувствительный элемент. В этом смысле каждый тип измерительного преобразователя имеет свои достоинства и недостатки.

Ёмкостные. Этот тип преобразователей используется в так называемых бесконтактных измерениях, когда непосредственное воздействие измерительного прибора на оборудование недопустимо. Дело в том, что главным недостатком приборов емкостного типа является низкий уровень помехозащищенности. Именно поэтому такие преобразователи устанавливаются на определенном расстоянии от испытуемого оборудования, образующим воздушный конденсатор. Он заряжается постоянным напряжением в 200 В, что позволяет получать переменное напряжение, возникающее в результате вибросмещений на испытуемом агрегате.

Индукционные. В отличие от емкостных, этот вид преобразователей обладает повышенной степенью надежности и помехоустойчивости. Однако использование индукционных вибродатчиков сильно ограничено. Во-первых, они могут применяться лишь при частоте вибраций не более 500 Гц, а во-вторых, они имеют внушительные массу и габариты, что приводит к сильным искажениям результатов измерений.

Пьезоэлектрические. Вид преобразователей виброускорения – акселерометры, представляющие собой два пьезоэлектрических диска с закрепленной на них тяжелой массой, которая в свою очередь нагружена жесткой пружиной. В результате вибраций этой массы создаются переменные усилия на пьезоэлементы, что приводит к возникновению на обкладках дисков напряжения, величина которого пропорциональна прилагаемым усилиям, и соответственно, виброускорению. Вибрационные пьезодатчики широко применяются для измерения высокочастотных виброускорений, частота которых может достигать 20 кГц.

Датчик вибрации (виброметр) – прибор, позволяющий определять параметры вибрационных явлений. Наиболее часто виброметры используются для определения:

1. Виброскорости
2. Виброускорения
3. Виброперемещения

Проще говоря, если вибрирующий объект считать простым осциллятором, то виброметр позволяет получить сведения как о базовых параметрах его колебаний (частота и амплитуда), так и, в некоторых случаях, получить спектральную характеристику колебательного процесса.

Рисунок 1. Схема датчика вибрации.

Общая схема датчика вибрации содержит два основных блока (Рисунок 1): вибропреобразователь (1) и электронный блок обработки (2). Функциональное назначение первого блока – преобразование механических вибраций в электрический сигнал. Механизмов преобразования несколько:

• Пьезоэлектрический
• Оптический
• Вихретоковый
• Индукционный

Механизм преобразования в значительной мере определяет как характеристики прибора, так и его стоимость.

Второй блок – электронный блок обработки – служит для «расшифровки» полученного сигнала. Как правило, на входе таких блоков стоит аналогово-цифровой преобразователь, и основная часть операций над сигналом производится уже в цифровом виде, что расширяет функциональные возможности процесса пост-обработки, улучшает помехоустойчивость и позволяет осуществлять вывод информации по внешнему интерфейсу.

При использовании на производстве стационарные виброметры могут входить в состав регулирующих систем в качестве датчиков обратной связи, для этих целей некоторые модели виброметров имеют аналоговый выходной сигнал (как правило, напряжение).

Для получения комплексной характеристики вибрационного процесса в состав измерительной системы может быть добавлен спектроанализатор. Если спектроанализатор многоканальный – он может служить основой распределенной системы вибрационной диагностики, содержащей более одного вибродатчика.

Классификация датчиков вибрации

Датчиком вибрации (измерительным преобразователем) называют средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем .

измерительные преобразователи (ИП) характеризуются чувствительностью, динамическим диапазоном, пределом и погрешностями преобразований.

Под чувствительностью преобразователя понимают отношение изменения сигнала на выходе к вызывающему его изменению измеряемой величины. Различают абсолютную и относительную чувствительность.

Абсолютная чувствительность

. (15)

Относительная чувствительность

, (16)

где — изменение сигнала на выходе;

x — измеряемая величина;

— изменение измеряемой величины

Предел преобразования — наибольшее значение входной величины, которое воспринимается ИП без искажений и повреждений.

Динамический диапазон измерений характеризуется наибольшим и наименьшим значениями входных величин, измерения которых производится без искажений.

Под погрешностью измерений в общем случае понимают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

ИП определяются также динамическими характеристиками, которые описывают их поведение при быстрых изменениях измеряемых величин.

К динамическим характеристикам, в частности, относят амплитудно-частотные и фазовые характеристики Измерительных преобразователей . Частотная характеристика определяет зависимость чувствительности Измерительных преобразователей от частоты изменения входного сигнала, а фазовая характеристика — зависимость сдвига фаз между векторами входной и выходной измеряемых величин от частоты синусоидального изменения входной измеряемой величины.

При измерении параметров вибрации используют два принципа измерения. Кинематический принцип заключается в том, что измеряют координаты точек исследуемого объекта относительно выбранной неподвижной системы координат, например неподвижных элементов измерительного прибора или неподвижных объектов вне прибора.

Приборы, действие которых основано на кинематическом принципе измерения, называют приборами измерения параметров вибрации относительно неподвижных координат.

Динамический принцип заключается в том, что параметры исследуемого вибрационного процесса измеряют относительно искусственной неподвижной системы отсчета, в большинстве случаев инерционного элемента, сочленяемого с вибрирующим объектом через упругий подвес.

Измерительные преобразователи инерционного действия, реализующие динамический принцип измерения, являются измерителями абсолютных значений параметров вибраций исследуемых объектов. Абсолютные измерения вибраций обеспечиваются за счет использования инерционной массы, вывешенной на упругом подвесе, который при достаточно высоких частотах вибрации сохраняет инерционный элемент практически в состоянии покоя.

По принципу работы Измерительных преобразователей абсолютной вибрации разделяют на генераторные и параметрические (рис . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 31).

Рис. 31. Классификация преобразователей абсолютной вибрации

Генераторные Измерительные преобразователи осуществляют прямое преобразование механической энергии в электрический сигнал. К ним относят ИП, действие которых основано на эффекте Холла, пьезоэлектрические, индукционные и др.

Параметрические Измерительные преобразователипредставляют собой устройства, в которых под действием измеряемых входных механических величин изменяются электрические параметры схем: сопротивление, емкость, частота и т.д. Особенностью параметрических ИП является наличие внешних источников питания и демодуляторов, фиксирующих изменение электрических параметров схем.

К параметрическим Измерительным преобразователям относят резистивные, реостатные, тензорезисторные, емкостные, индуктивные, трансформаторные, магнитоупругие, вихретоковые, вибрационно-частотные, электронно-механические и др.

Из всего многообразия существующих Измерительные преобразователи наибольшее распространение получили преобразователи с пьезоэлектрическим, тензорезистивным, электромагнитным (индуктивным), емкостным и струнным чувствительными элементами. Каждый из перечисленных ИП имеет свою область рационального применения. Так, пьезоэлектрические ИП наиболее целесообразно использовать при наличии в динамическом процессе широкого спектра частот (до нескольких десятков тысяч герц) и больших значений ускорений. Тензорезистивными, индуктивными, емкостными и вибрационно-частотными ИП целесообразно одновременно измерять переменную и постоянную составляющие динамического процесса.

Рассматриваемые датчики являются контактными, их закрепляют на исследуемом объекте и кабелем соединяют с контрольно-измерительной аппаратурой. Они просты в реализации, имеют точное положение на исследуемом объекте. Небольшая стоимость и приемлемая точность широко распространили их в промышленности, однако необходимость установки контактного датчика непосредственно на динамическом объекте резко снижает область их применения.

К основным недостаткам контактных датчиков можно отнести: подверженность датчиков и линий связи вредным с точки зрения надежности механическим и температурным воздействиям, что приводит к частым и дорогостоящим сбоям и отказам в системах контроля состояния оборудования; наличие линий связи, которые могут помешать вращающимся или движущимся узлам; применимость только, когда их масса принципиально меньше массы исследуемого объекта; относительно слабый уровень электрического сигнала, по сравнению с микрофонным эффектом подводящих проводов, собственными шумами и другими помехами; изменение чувствительности со временем, требующей периодической калибровки; существенный разброс характеристик от образца к образцу; невозможность производить измерения, начиная с 0 Гц; малая механическая прочность.

Существует много ситуаций, в которых необходимо измерить параметры вибрации объекта, не имея физического контакта с ним, или такой контакт просто невозможен, например, вращающиеся объекты (валы, цилиндры и т.п.), когда вследствие их эксцентриситета имеют место биения.

Таким образом, для случаев, в которых невозможен или недопустим контакт с исследуемым динамическим объектом, необходимо использование бесконтактных ИП, что, в свою очередь, не исключает их применимость наряду с контактными датчиками. Общим достоинством бесконтактных ИП является отсутствие механического воздействия на исследуемый объект и пренебрежительно малая инерционность, что позволяет избежать основных недостатков, присущих контактным методам. В частности, это возможность получения необходимой информации на малых и больших расстояниях, в любых режимах работы, в условиях низких и высоких температур, давлений, от герметичных объектов, от элементов находящихся в агрессивных и взрывоопасных средах, из замкнутых объемов. Отсутствие влияния на работу механических систем позволяет бесконтактным датчикам исследовать вибрацию легких поверхностей, стенок баков, лопастей турбин и прочих объектов, к которым невозможно крепление обычных датчиков.

Бесконтактные датчики основаны на принципе зондирования объекта звуковыми или электромагнитными волнами. Используются оптические, радиоволновые, акустические, радиационные, электромагнитные и магнитные методы . Рассмотрим некоторые из них.

Датчики, используемые в методе ультразвуковой фазометрии, измеряют разности фаз опорного сигнала ультразвуковой частоты и сигнала, отраженного от исследуемого объекта. В качестве чувствительных элементов используется пьезоэлектрическая керамика. К достоинствам этого метода можно отнести дешевизну и компактность аппаратуры, малое время измерения, отсутствие ограничения на нижнюю границу частотного диапазона, высокую точность измерения низкочастотных вибраций. Использование ультразвуковых методов ограничивают невысокая разрешающая способность, сильное затухание ультразвука в воздухе, зависимость от состояния атмосферы, уменьшение точности измерения с ростом частоты вибрации .

Широкое распространение получили оптические ИП, зондирующие объект видимым светом. Все они подразделяются на две группы. К первой относятся датчики на эффекте Допплера. Простейшими из них являются датчики, основанные на гомодинном методе, который позволяет измерять амплитуды и фазы гармонических вибраций, но с их помощью невозможно исследовать негармонические и большие по амплитуде вибрации. Датчики, основанные на гетеродинном методе, лишены этого недостатка, однако требуют калибровки и очень сложной аппаратуры. Существенным недостатком оптических датчиков первой группы являются высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта и среде. Требования к качеству поверхности для датчиков второй группы намного ниже и они обладают высокой разрешающей способностью. Однако они требуют сложного и дорогостоящего оборудования, а также сравнительно большего времени измерения .

Общими недостатками оптических ИП являются: сложность, громоздкость и высокая стоимость оборудования; большое энергопотребление; высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта и к состоянию атмосферы (определенная влажность, отсутствие запыленности и т.п.). Кроме того, лазерное излучение оказывает вредное влияние на зрение обслуживающего персонала и требует дополнительных мер предосторожности и защиты .

Частотную нишу между ультразвуковыми и оптическими датчиками занимают радиоволновые. Особенности носителя информации — электромагнитного поля — придают ряд замечательных свойств радиоволновым методам измерения, контроля и технической диагностики. Радиоволновые датчики являются безинерционными и допускают бесконтактные измерения не только вибрации, но и перемещения, а также линейной скорости объектов. Контролируемые объекты могут быть как проводниками, так и диэлектриками с потерями или без потерь. Они могут быть использованы на расстоянии от сантиметров до нескольких метров, в условиях отсутствия или плохой оптической видимости, высоких температур и для объектов с большим многообразием форм и материалов поверхностей. Становится возможным измерить вибрацию динамических узлов, не нарушая конструкции или через герметичные стенки приборов. Например, измерить параметры движения второй крыльчатки турбины самолета, зондируя сигналом через первую в процессе их работы .

Радиоволновые методы измерения основаны на использовании зависимостей от контролируемой величины различных параметров электромагнитных систем, применяемых в качестве первичных измерительных преобразователей. К таким параметрам относятся: амплитуда и фаза отраженного сигнала; частота электромагнитных колебаний системы, ее добротность; число возбуждаемых типов колебаний; время прохождения электромагнитной волны от источника излучения до контролируемого объекта и др.

Из всего разнообразия радиоволновых методов измерения вибраций можно выделить две основные группы: резонаторные и интерференционные.

Резонаторные методы основаны на размещении вибрирующего объекта в поле ВЧ или СВЧ резонатора (вне или, хотя бы частично, внутри него), при котором под влиянием вибраций изменяются характеристики резонатора. Они могут быть реализованы на объемных резонаторах и отрезках длинных линий. С применением СВЧ резонаторов возможно достижение большой чувствительности при соответствующем построении измерительной цепи и выборе ее параметров, в частности по двухканальной схеме с опорным каналом [10].

Однако сложность конструкции, низкая чувствительность, малая удаленность от объекта измерения, необходимость создания дополнительных гармонических колебаний, а также сложный механизм оценки уровня вибрации не позволяют им найти широкое применение.

В основе интерференционных методов лежит зондирование вибрирующего объекта электромагнитными волнами ВЧ и СВЧ диапазонов, прием и анализ отраженных (рассеянных) объектом волн. Между излучающим устройством и объектом в результате интерференции образуется стоячая волна. Вибрация объекта приводит к амплитудной и фазовой модуляции отраженной волны и к образованию сигнала биений. У выделенного сигнала переменного тока амплитуда пропорциональна амплитуде вибраций, а частота соответствует частоте вибраций контролируемого объекта. Однако прямое измерение абсолютных значений параметров вибрации, проводимое по амплитуде выходного сигнала биений, требует выполнения сложных процедур калибровки (градуировки) при смене и/или изменении расстояния до исследуемого объекта, что затрудняет разработку на их основе вибродатчиков с нормированными метрологическими характеристиками. Эти сложности в реализации ограничивают широкое использование и внедрение радиоволновых датчиков на базе существующих амплитудных методов [10].

Этого недостатка лишен фазовый интерференционный радиоволновой метод, в котором амплитуда отраженного сигнала непосредственно не участвует в расчете параметров.

Сравнительные характеристики бесконтактных методов приведены в таблице 3 .

Характеристики	Вибрация
ультразвуковая	радиоволновая	оптическая
Длины волн зондируемого сигнала	1-15 мм	3-8 мм	400-760 нм
Диапазон перемещений	10-50 мкм	от 1 мкм до 5 м	от 1 пм до 1м
Диапазон измеряемых частот	0-3000 Гц	0-250 кГц	0-20 МГц
Разрешение	10-30 мкм	?1 мкм	?1 пм
Рабочие расстояния до объекта	Не более 1,5-2 м	0,2-10 м	0,1-10 м
Недостатки	Низкая разрешающая способность, малый динамический диапазон, невозможность измерения перемещений	Сложность калибровки (для амплитудных методов)	Сложность и высокая стоимость аппаратуры, высокие требования к поверхности объекта и среде
Достоинства	Дешевизна и компактность аппаратуры	Широкий динамический диапазон, измерение в условиях отсутствия прямой видимости, комплексные измерения вибрации поверхностей, работают для любых сред и поверхностей	Высокая точность и разрешающая способность, возможность точечных измерений

В настоящее время большинство виброметров относится к одному из двух типов:

1. Оптический виброметр
2. Пьезоэлектрический виброметр

Рассмотрим более подробно каждый тип датчиков.

Оптический виброметр

В основу работы оптического виброметра подобно ультразвуковым датчикам перемещения положен эффект Доплера. Прибор обычно содержит лазерный источник излучения, приемную оптическую схему, а также электронную схему обработки (Рисунок 2). При отражении излучения от неподвижного объекта длина волны принятого луча не отличается от истинной длины волны лазера. Если объект перемещается вдоль оси излучения, происходит сдвиг длины волны отраженного излучения на некоторую величину (эффект Доплера), значение и знак которой несут информацию о скорости и направлении движения объекта, а используемая в составе приемного оптического модуля интерферометрическая схема позволяет определить эту величину. Таким образом, колебания отражающей поверхности модулируют частотный сдвиг, и электронная обработка этого сигнала модуляции позволяет получить параметры вибрационных колебаний.

Рисунок 2. Схема оптического виброметра.

Несмотря на то, что в состав оптических виброметров входит источник лазерного излучения, такие приборы достаточно безопасны, поскольку за счет высокой чувствительности приемной оптической системы для проведения измерений достаточной оказывается весьма незначительная оптическая мощность.

Одним из основных достоинств оптических виброметров является то, что диагностика с их помощью может проводиться бесконтактно, при их использовании в стационарном измерительном комплексе требуется лишь однократная фокусировка на измеряемой поверхности. Кроме того, устройства этого типа обладают высокой точностью и быстродействием, поскольку лишены подвижных элементов. К недостаткам можно отнести довольно высокую цену.

Пьезоэлектрический виброметр

Как ясно из названия, в основу работы данного типа приборов положен пьезоэффект – явление возникновения разности потенциалов на пьезокристалле при его механической деформации. Внутри корпуса виброметра содержится инертное тело, подвешенное на упругих элементах, содержащих пьезоэлектрический материал (Рисунок 3). Если корпус прибора прикреплен к вибрирующей поверхности, упругие элементы зарегистрируют колебания инертного тела, которое не прикреплено непосредственно к корпусу, а потому стремится сохранять свое первоначальное положение. В целом, в данной конфигурации пьезоэлектрический виброметр есть не что иное, как акселерометр, и часто довольно сложно провести границу между этими видами чувствительных устройств.

Рисунок 3. Схема пьезоэлектрического виброметра.

Электрический сигнал с пьезокристалла, как правило, подается на аналогово-цифровой преобразователь, и его обработка осуществляется в цифровом виде. В целом, как и в случае с оптическим виброметром, основным назначением приемного чувствительного блока является преобразование вибрации в электрический сигнал, а характер его дальнейшей обработки определяется параметрами цифровой электронной схемы.

Основным недостатком этого класса приборов является необходимость соприкосновения чувствительной части с измеряемым объектом, что не всегда уместно в условиях производства. Кроме того, пьезоэлектрические приборы имеют, как правило, более узкий диапазон воспринимаемых частот, поскольку имеют механический тракт передачи вибрации, где максимальная частота определяется инертностью компонентов.

К достоинствам пьезоэлектрических виброметров можно отнести их относительно невысокую стоимость, а также относительно простое устройство, что обеспечивает надежность и устойчивость к внешним воздействиям.

Принцип действия линейного электромагнитного вибродатчика

При измерении вибраций всегда участвуют три элемента: вибрирующее звено, исходное (не вибрирующее) звено и устройство для измерения движения вибрирующего звена относительно не вибрирующего. Очень часто исходное звено отсутствует, например, при измерении вибраций на самолете, поэтому исходное положение должно быть создано в самом приборе. Обычно исходное (не вибрирующее) звено создается при помощи массы, которая может двигаться вдоль (или вокруг) оси измерения вибраций. Масса связывается с основанием прибора при помощи пружины и демпфера (рис. 6.2.1).

Масса вибродатчика по аналогии с сейсмографами (приборами для записи землетрясений) называется сейсмической или сейсмическим элементом. Сейсмический элемент вместе с пружиной и демпфером образуют сейсмическую систему. Такая система реагирует на вибрации, передаваемые на корпус вибродатчика. Движение корпуса прибора 4, который приводится в соприкосновение с вибрирующим элементом, относительно сейсмического элемента 1, исполняющего роль исходного звена, измеряется датчиком 5. Совокупность сейсмической системы и датчика сигналов 5 образует датчик вибраций или, короче, вибродатчик. Сигналы датчика 5 в зависимости от параметров сейсмической системы могут быть сделаны пропорциональными относительному перемещению элементов 7 и 4, относительной скорости или ускорению.

При изучении вибродатчиков необходимо различать следующие движения его элементов:

1.Перемещение корпуса прибора относительно инерциального пространства;

2.Перемещение сейсмического элемента относительно инерциального пространства;

3.Перемещение сейсмического элемента относительно корпуса прибора.

Рис. 6.2.1. Схема датчика вибраций:

1 – сейсмический элемент; 2 – пружина; 3 – демпфер; 4 – корпус прибора; 5 – датчик; 6 – входная ось вибродатчика; 7 – направление передачи вибраций на корпус вибродатчика

В ходным сигналом датчика является первое перемещение, а выходным – третьего

Конструкция датчика измерения вибрации

В состав каждого виброметра входят несколько датчиков вибрации (обозначают буквами МВ), электронные блоки ВЕ (ВЭ) и прибор указатель типа ВВ-200 (ИВ-200) или ПП-68В (УК-68В).

Датчик вибрации, включающий сейсмическуюсистему и преобразователь перемещения в электрический сигнал, реагирует на входные колебания и генерирует на выходе сигналы, зависящие от входа. Вибродатчики могут быть с внешней базой и без нее, она может быть заменена сейсмической системой. Будем рассматривать последний тип вибродатчика

Рис. 6.3.2. Схема линейного электромагнитного вибродатчика:

1 – направляющий диск, 2 – ось чувствительности; 3 – вязкая жидкость; 4 – опорный стержень; 5 – втулка с малым трением; 6 – постоянный магнит; 7 –обмотка; 8 – сейсмический элемент; 9 – каркас катушки; 10 – паз; 11 –воздушный зазор; 12 – соединительные пружины; 13 – пружинный мост; 14 – корпус

Рассмотрим конструктивные схемы некоторых типов датчиков вибрации.

На рис. 6.3.2. дана схема электромагнитного линейного вибродатчика с направляющей опорой для сейсмического элемента.

Рис. 6.3.3. Схема вибродатчика с индуктивным мостом:

1 – опорный стержень; 2 – ось чувствительности; 3 – немагнитная втулка; 4 – пластинчатая пружина; 5 – каркасы катушек; 6 – лента; 7 – сейсмический элемент; 8 – пластинчатая пружина; 9 – немагнитная втулка; 10 – вязкая жидкость; 11 – якорь; 12 – корпус; 13 – воздушный зазор

Вибродатчик этого типа при объеме 90 см3 весит около 450 г, обладает собственной частотой 10 Гц и коэффициентом относительного затухания d ~ 0,7, что достигается помещением сейсмического элемента в жидкость. Чувствительность прибора достигает 0,03 в/см/сек и диапазон входных смещений ±0,5 см.

Вибродатчик с индуктивным мостом показан нарис. 6.3.3. Сейсмический элемент представляет собой цилиндр из магнитного материала с малым гистерезисом. Он выполняет функции якоря и перемещается между двумя катушками. Датчик при объеме 45 см3 весит 200 Г. При питании напряжением 10В 400 Гц он обладает чувствительностью 0,01 в/см/сек2. Датчик работает в диапазоне измерения ускорений до 10 g.

Конструктивная схема линейного электромагнитного вибродатчика с переменным воздушным зазором и сейсмическим элементом в виде плоской диафрагмы показана на рис. 6.3.4. Диафрагма благодаря подбору материала одновременно выполняет функции сейсмического элемента, упругого элемента и демпфера. Собственная частота подобного датчика может составлять 40000 Гц при коэффициенте относительного демпфирования d – 0,005. При весе 56 г и объеме 22,5 см3 чувствительность прибора при измерении ускорений составляет 5 · 10 –4 в/см/сек3.

На рис. 6.3.5. показан линейный магнитострикционный вибродатчик. Постоянный магнит используется как источник магнитного потока и как магнитострикционный элемент (т. е. элемент, магнитная проницаемость которого зависит от деформации).

Размеры и вес прибора могут быть такие же, как и вибродатчика на рис. 6.3.4, а собственная частота 50000 Гц при коэффициенте демпфирования d = 0,005. Чувствительность прибора

0,1 мв/см/сек3.

Рис. 6.3.4. Схема линейного электромагнитного вибродатчика с переменным воздушным зазором:

1 – сейсмический элемент; 2 – ось чувствительности; 3 – воздушный зазор; 4 –полюсный наконечник; 5 – корпус катушки; 6 – корпус из немагнитного материала; 7 – диск; 8 – основание; 9 – рабочий воздушный зазор; 10 –обмотка; 11 – постоянный магнит

Рис. 6.3.5. Схема линейного магнитострикционного вибродатчика

1– корпус катушки;2– ось чувствительности;3– основание из магнитно-мягкого материала;4– постоянный магнит из магнитострикционного материала;5– выводной конец;6– сейсмический элемент;7– контактный наконечник;8– изолятор;9– прокладка;10– обмотка;11– корпус

Датчики типа МВ-04-1 выполнены с пьезоэлектрическим преобразователем, других типов – с магнитоиндукционными преобразователями. прибором указателем является вибростойкий магнитоэлектрический микроамперметр. В приборах типа ВВ-200 (ИВ-200) шкала градуирована в единицах виброскорости от 0 до 100 мм/с, а в приборах типа ПП-68ВБ (УК-68ВБ) – в процентах от 0 до 100%(100%соответствует виброскорости 100 мм/с).

Технические характеристики некоторых типов виброметров

Тип виброметра	Состав	Количество	Диапазон измерения (диапазон частот)	Значения допустимой погрешности
ВВ-200 (ИВ-200)	МВ-25Д ВЭ6-2 ИВ-200	8 4 1	0-100 мм/с (30-150 Гц)	±15% от верхней границы измерения в диапазоне от 20 до 40 мм/с

См. также

• гироскоп , датчик ускорения , акселерометр , гиродатчик ,
• датчики , сенсоры , извещатили ,

В общем, мой друг ты одолел чтение этой статьи об датчики вибрации. Работы в переди у тебя будет много. Смело пишикоментарии, развивайся и счастье окажется в ваших руках.
Надеюсь, что теперь ты понял что такое датчики вибрации, измерительные преобразователи
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Датчики и сенсоры, Технические измерения и измерительные приборы