Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 по дисциплине "Измерительные приборы" (Измерения и их классификации. Тепловидение, принцип действия двух типов тепловизоров), страница 10

Одним из наиболее распространенных классов параметрических преобразователей параметров вибрации являются емкостные измерительные преобразователи. Они состоят из подвижной и неподвижной частей, относительное перемещение которых приводит к изменению емкости преобразователя:

 [пФ],                                                                                                                4.6

где   ε – диэлектрическая проницаемость среды;

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.