SU1428939A1 - Ультразвуковой виброметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  амплитуды механических колебаний объекта, и может быть использовано дл  измерени  относительных вибропере 1ещений металлических или металлизированных поверхностей .различных объектов, например ультразвуковых преобразователей. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений путем калибровки устройства в процессе измерени . Указанна  цель достигаетс  введением конденсатора, коммутатора и амплитудного детектора. Сигнал с автогенератора , в состав которого вход т параметрический датчик смещений и конденсатор, подаетс  на усилитель- дискриминатор, а затем - на частотный детектор. Коммутатор периодически шунтирует конденсатс р, что вызывает модул цию сигнала-на вьгходе частотного детектора. На выходе первого амплитудного детектора сигнал про- порционален измер емому колебанию, а на выходе второго амплитудного детектора - .величине эквивалентного изменени  зазора, определ емой емкостью конденсатора. 1 ил. с S (Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  амплитуды механических колебаний объекта, и может быть использовано дл  измерени  относительных виброперемещений, металлических или металлизированных поверхностей различных объектов, например ультразвуковых преобразова телей.

Цель изобретени  - повышение точ ности измерений.

На чертеже представлена структурна  схема ультразвукового виброметра

Ультразвуковой виброметр содержит последовательно включенные автогенератор I5 усилитель-дискриминатор 2, частотный детектор 3, фильтр 4 высоких частот, первый амплитудный де- тектор 5, фильтр 6 низких частот, вход которого соединен с выходом частотного детектора 3, второй амплитудный детектор 7, вход которого i соединен с выходом фильтра 6 низких частот, делитель 8, входы -которого подключены к вьгходу первого детектора 5, и выходу второго детектора 7 индикатор 9, подключенный к выходу делител  8, конденсатор 10, подклю- ченньш к автогенератору 1 последовательно с параметрическим датчиком 11 смещений емкостного типа и коммутатор 12, подключенный параллельно конденсатору 10.

. Датчик 11 смещений представл ет собой металлическую пластину, установленную на некотором рассто нии от колеблющейс  певерхности. Коммутатор 12 периодически с низкой час- тотой) замыкает контакты конденсатора 10. В результате этого датчик периодически оказываетс  подключенным либо непосредственно к контуру автогенератора, либо через конден- сатор 0о

Ультразвуковой виброметр работает следующим образом,

В соответствии с изменением зазора между датчиком 1 и колеблющейс  поверхностью измен етс  емкость датчика , что приводит к изменению мгновенного значени  частоты сигнала автогенератора 1, так как емкость датчика 11 входит в состав колебательного контура автогенератора.

Частотно-модулированный сигнал с выхода автогенератора 1 поступает на

0 0

Q

0

fo

5

вход усилител -дискриминатора 2, в котором происходит его усиление и устранение сопутствующей амплитудной модул ции. С выхода усилител -дискриминатора сигнал поступает на вход частотного детектора 3, где происходит его детектирование. Таким образом , изменение емкости датчика 11 преобразуетс  в электрический сигнал.

Включение конденсатора емкостью С последовательно с датчиком эквивалентно увеличению зазора между пластиной датчика и поверхностью объекта на величину Ad, котора  равна S С

Как видно из формулы, величина эквивалентного изменени  зазора не зависит ни от величины зазора между датчиком и поверхностью объекта, ни от чувствительности схемы, а определ етс  только площадью S рабочей поверхности датчика, емкостью конденсатора С и относительной диэлектрической проницаемостью среды , Так как все эти величины не измен ютс  в процессе из мерени , то величина эквивалентного изменени  зазора использована в качестве эталона дл  измерени  амплитуды ультразвуковых колебаний.

При работе коммутатора на выходе частотного детектора присутствуют два сигнала: переменное напр жение ультразвуковой частоты, амплитуда которого пролорциональна амплитуде ультразвуковых колебаний объекта, и пр моугольные импульсы, амплитуда которых .пропорциональна величине, эквивалентного изменени  зазора &d.

Ультразвуковой .сигнал выдел етс  фильтром 4 высоких частот и детектируетс  первым амплитудным детектором 5е Низкочастотные пр моугольные импульсы выдел ютс  фильтром 6 низких частот и детектируютс  вторым амплитудным детектором 7. С выхода первого амплитудного детектрра 5 напр жение , пропорциональное амплитуде ультразвуковых колебаний, подаетс  на первый вход делител  8. С выхода второго амплитудного детектора 7 напр жение , пропорциональное величине эквивалентного изменени  зазора Дё, подаетс  на второй вход делител .

Таким образом, выходное напр жение делител , которое подаетс  на индикатор 9,  вл етс  результатом сравнени  измер емой амплитуды с эталоном и ие зависит ни от величины зазора между датчиком и объектом, ни от чувствительности частотного детекто- ра и всей предшествующей схемы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой виброметр, содержа- щий последовательно соединенные автогенератор , усилитель-дискриминатор, частотный детектор, фильтр высоких частот, первьш амплитудньш детектор, делитель, первый вход которого соеди- иен с выходом первого амплитудного

   детектора, и индикатор, а также фильтр низких -частот, вход которого соединен с выходом частотного детектора , и параметрический датчик смещений , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , он снабжен конденсатором, включенным между параметрическим дат- .чиком смещений емкостного типа и автогенератором , коммутатором, подключенным параллельно конденсатору, и вторым амплитудным детектором, вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, а выход - с вторым входо  делител .

   г/гп

   LI

   -J