по уровню составляющая шума с частотой, совпадающей с собственной частотой преобразователя, то акустическая чувствительность последнего существенно возрастает. Для уменьшения акустической чувствительности преобразователь следует поместить в дополнительный кожух или использовать двухкорпусной преобразователь.
Пьезоэлектрические ИП большинства моделей обладают высокой вибрационной и ударной прочностью и устойчивостью, причем наибольшие значения имеют преобразователи с чувствительным элементом, поджатым в корпусе и работающим на сдвиг.
Преобразователи с чувствительным элементом, работающим на изгиб, характеризуются меньшей вибрационной и, особенно, ударной прочностью. Эти преобразователи не следует применять для исследования вибрационных процессов или ударных импульсов, частотный спектр которых содержит составляющие ускорения значительного уровня (до 200—500 м/с2), а частота совпадает с собственной частотой преобразователя, так как может нарушиться целостность пьезоэлемента, приклеенного к стальному упругому элементу. По этой же причине нельзя допускать падения таких преобразователей. При падении преобразователя на цементный или металлический пол может возникнуть значительное ускорение (до 10000 м с2 и более). В случае использования преобразователей для измерения больших ускорений (>10000 м/с2), особенно в области низких частот (<1000 Гц), из-за больших перемещений возникает опасность повреждения выводного кабеля вблизи места заделки его в корпусе преобразователя или у разъема. Для предохранения кабеля, оставляя небольшую петлю, его следует крепить через мягкую прокладку к корпусу преобразователя или к объекту, на котором установлен преобразователь.
Для стационарного эксплуатационного контроля вибрации машин, а также в случае затруднений при съеме ИП с машины удобно использовать ИП, имеющие внутреннее калибровочное устройство (в виде дополнительного пьезоэлемента или электромагнитного возбудителя колебаний), например 2ПА-3, 2ПУ-1 и 1ПА-8, 1ПА-12. 2ПА-4 и др.
Известны и другие схемы контроля исправности ИП, например путем подачи на пьезоэлемент импульсного напряжения и съема с нею отклика. Большим недостатком пьезоэлектрических ИП является ограниченная длина выводного кабеля, соединяющего акселерометр с высокоомной частью измерительного прибора. С увеличением длины кабеля уменьшается коэффициент преобразования ИП при работе последнего с усилителем заряда. Кроме того, применяемый для этой цели антивибрационный радиочастотный кабель дефицитный и дорогостоящий. Поэтому создание ИП, совмещенных с входным усилителем,—пьезотронов является важной задачей. Серийно выпускают пьезотроны типа ИС-578, ИС-578А, 2ПУ-1, 1ПУ-1-ПИ93-1, ПИ93-2.
В каждом конкретном случае для измерения параметров вибрации или удара выбирают ИП наиболее подходящей модели.
Для измерения низкочастотных вибраций малого уровня ускорений необходимы преобразователи, обладающие высоким коэффициентом пре-образования.
Ударные процессы, процессы с широким спектром частот контролируют с помощью широкодиапазонных вибро- и ударопрочных преобразователей.
Для измерений в условиях, когда вибрация в неизмеряемом направлении выше, чем в измеряемом, следует выбирать ИП с малым относительным коэффициентом поперечного преобразования (< 1 — 2%).
В условиях высоких температур при наличии других влияющих факторов (акустических шумов, механических деформаций, электрических или магнитных полей, давлений, радиации и т. п.) необходимо применять малочувствительные к влияющим факторам ИП или принимать меры по защите преобразователя от их воздействия.
Для контроля вибрации в эксплуатационных условиях главными характеристиками являются надежность преобразователя, его вибрационная и ударная прочность и устойчивость, способность длительное время работать в условиях непрерывного воздействия различных влияющих факторов. Для эксплуатационного контроля разработаны специальные ИП, например 2ПА-3. 2ПУ-1, 1ПУ-1 и др.
Частотный диапазон ИП определяют исходя из спектра частот вибрационного или ударного ускорения испытуемого объекта. Если спектр частот неизвестен, то следует использовать широкодиапазонные ИП. Большинство практических задач решают с помощью ИП, имеющих установочный резонанс не выше 20—30 кГц.
Коэффициент преобразования ИП обратно пропорционален квадрату частоты его резонансных колебаний, поэтому целесообразно выбирать ИП, имеющий установочный резонанс, в 2—3 раза превышающий верхнюю границу спектра частот ускорений объекта. При заданной неравномерности амплитудно-частотной характеристики ИП верхнюю границу неискаженного воспроизведения спектра частот исследуемого объекта (без учета затухания) определяют из выражения
где f, fо — текущая и резонансная частоты соответственно, Гц.
Установочный резонанс можно значительно снизить, если ИП закрепить на объекте через маложесткий переходник или на маложесткой части объекта. Установочный резонанс закрепленного ИП следует проверять непосредственно на объекте.
Широкие возможности пьезоэлектрических ИП могут быть реализованы только при соблюдении правильных методов использования преобразователей в сложных условиях эксплуатации.
На точность измерения влияют следующие факторы: способ и качество крепления преобразователя на объекте; возможная вибрация выводного кабеля, температура, переменные электрические и магнитные поля, механические деформации, акустические шумы, перепады давления, проникновение к токоведущим элементам ИП влаги или масла.
При установке преобразователя на исследуемом объекте часто используют различные переходники.
Примеры крепления преобразователя приведены на рис, 23.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
