Виброакустические измерения. Средства измерения вибраций и шумов. Датчики вибрации, страница 7

S – площадь перекрытия плоскопараллельных пластин преобразователя;

d – расстояние между пластинами.

Изменение емкости преобразователя происходит при изменении любого параметра, входящего в формулу (4.6), поэтому выделяют три основные конструкции емкостных датчиков вибрации, которые представлены в таблице 4.9.

Таблица 4.9

Тип конструкции

Схема конструкции

Закон изменения емкости

С переменным расстоянием между пластинами

С переменной площадью перекрытия пластин

С переменной диэлектрической проницаемостью среды

Одной из основных задач, решаемых при создании емкостных преобразователей, является увеличение их емкости. Поскольку в большинстве случаев увеличение площади пластин ограничено допустимыми габаритами, то эта задача обычно решается уменьшением зазора. В этом случае к качеству материалов и защищенности зазора от влаги и пыли определяются особо жесткие требования. Технические характеристики некоторых емкостных преобразователей приводятся в таблице 4.10.

Табл. 4.10

Тип

Назначение

Диапазон измеряемых перемещений, мм

Частотный диапазон, кГц

ММ0004 «Брюль и Къер»

Измерение виброперемещений

10% от расстояния до вибрирующей поверхности

0,2 – 200

51Д05

Контактный датчик смещения

0 – 10

0 – 70

0 – 100

51Д11

51Д21

Бесконтактный датчик вибрации

0,1 – 1000 мкм

0 – 1000

51Д07

Сейсмический датчик крутильных колебаний

±2

±5

0,018 – 1,5

Тензорезисторные преобразователи


Для измерения вибраций частотой несколько десятков герц могут быть использованы преобразователи, в которых с помощью тензорезисторов происходит измерение деформации чувствительного элемента, соединяющего колеблющуюся сейсмическую массу с корпусом преобразователя.

Основные схемы измерителей ускорения приведены на рисунке 4.11. Измеритель, показанный на рисунке 4.11 а, прост по конструкции и состоит из основания и чувствительного элемента 2, выполненного в виде консольной балки с наклеенными на нее тензорезисторами 3. На конце балки укреплена сейсмическая масса 1.

На рисунке 4.11 б показан измеритель, чувствительный элемент которого представляет собой пару параллельных консольных балок 2 с тензорезисторами 3, на которых закреплена инерционная масса 1. Такая конструкция обеспечивает параллельность перемещения инерционной массы.

В измерительном преобразователе АП-2 (рис. 4.12) эта схема несколько модифицирована – инерционная масса крепится к корпусу парой плоских пружин, а тензорезисторы размещены на дополнительном чувствительном элементе.

Тензорезисторный измеритель ускорений типа МП-02 построен по схеме, показанной на рис. 4.11 в. Для определения перемещений сейсмической массы 1, крепящейся к корпусу посредством двух плоских пружин 2, служат подвесные (безосновные) тензорезисторные решетки 3. Для исключения деформации опор-ных штифтов 4 их выполняют из рубина.

Преобразователи МП-02 выпускают в двух модификациях – для измерения ускорений ±60 м/с2 в частотном диапазоне до 10 Гц и ускорений ±150 м/с2 в частотном диапазоне до 20 Гц.

Конструкция показанная на рисунке 4.11 г реализуется в измерителях больших ускорений. Чувствительный элемент представляет собой пару цилиндрических стаканов 2, с наклеенными вдоль продольной оси тензорезисторами 3. Роль инерционной массы выполняют соединенные днища стаканов и масса 1, закрепленная на них.

Подпись: Рис. 4. 12. Тензорезисторный измеритель ускорений АП-02:
1 – плоские пружины; 2 – инерционная масса; 
3 – чувствительный элемент; 4 –  тензорезисторы; 
5 – корпус.



[1] Звук – это колебания частиц упругой среды, поэтому наличие среды является обязательным условием распространения звука.

[2] АТТЕНЮАТОР (от франц . attenuer - ослаблять) – радиотехническое устройство для понижения напряжения или мощности сигнала.

[3] Акселерометр (от латинского accelero – ускоряю) – прибор для измерения ускорений и перегрузок.