Виброметр
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ ол838403.Ф--, 1
" Ф "
/б=--= г
Т
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.07.79 (21) 2816355/18-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”
G H 11/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 15.0681. Бюллетень ¹ 22 (53) УДК 534.63.08 .(088.8) Дата опубликования описания 15.0681 бытового обслуживания и Московское научно-производственное объединение по строительству и дорожному. машиностроению аявителн (54) ВНВРОМЕТР
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля амплитуд механических вибраций.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является виброметр, содержащий последовательно соединенные датчик, выполненный в виде основания, чувствительного к магнитному полю эле-. мента, закрепленного на основании, магнитного подвеса, включающего три параллельно расположенных магнита,два иэ которых жестко закреплены на основании и установленные перпендикулярно основанию и параллельно двум жестко 35 закрепленным магнитам направляющие, несущие третий магнит, усилитель,стрелочный индикатор и включенную параллельно чувствительному элементу нелинейную нагрузку (1). 20
Однако в этом виброметре подвижный относительно основания магнит,,служащий одновременно инерционной массой, нагружен второй магнитной системой, создающей управляющее магнитное поле, 25 которое воздействует на магниточувствительный электронный элемент, что значительно увеличивает габариты и вес устройства, а следовательно, ограничивает область его применения, 30
Цель изобретения — уменьшение размеров. указанная цель достигается тем, что чувствительный к магнитному полю элемент представляет собой магнитодиод.
Кроме того, с целью формирования линейной выходной характеристики,последовательно с магнитодиодом включены параллельно соединенные коллекторная цепь транзистора, резистор и последовательно соединенные транзистор и диод, На чертеже показан общий вид виброметра.
Виброметр содержит последовательно соединенные датчик, выполненный в виде нижнего основания 1, чувствительного к магнитному полю элемента, предI ставляющего собой магнитодиод 2, закрепленный на основании 1, и магнитного подвеса, включающего три параллельно расположенных магнита 3,4 и 5, два из которых 3 и 4 жестко закреплены на основании 1 планками 6 и 7 и неподвижные, а один - 5- подвижный, и направляющие 8 и 9, установленные перпендикулярно основанию 1 и параллельно двум жестко закрепленным на основании 1 не" подвижным магнитам 3 и 4 н несущие
3 838403 третий подвижный магнит 5, а другой конец направляющих закреплен на магнитах с помощью верхнего основания 10, усилитель 11, стрелочный индикатор 12 и включенную параллельно чувствительному элементу нелинейную нагрузку, представляющую собой включенные последовательно с магнитодиодом 2, параллельно соединенные коллекторную цепь транзистора 13, резистор 14 и последовательно включенные транзистор 15 и диод 16, в базовые цепи транзисторов включены делители напряжения, состоящие иэ регулирующих резисторов 17 и
18 и постоянных сопротивлений 19 и 20. Резисторы 17 и 18 зашунтированы конденсаторами 21 и 22. Источник 23 питания соединен с последовательно включенными магнитодиодом 2 и нелинейной нагрузкой. Датчик установлен на поверхности 24.
Виброметр работает следующим образом, ".механические колебания контролируемой поверхности 24 передаются нижнему основанию датчика 1 и через планки
6 и 7 — верхнему основанию 10, а так- . 5 же жестко соединенным с конструктивными элементами основания неподвижным магнитам 3 и 4 и магнитодиоду 2.
Неподвижные относительно основания
1, магниты 3 и 4 взаимодействующий 30 с ними разноименными полюсами подвижный магнит 5 устанавливаются с некоторым воздушным зазором.Тангенциальная составляющая магнитного потока в зазоре образует тангенциальную состав-35 ляющую усилия, которое уцерживает подвижный магнит 5 на уровне неподви>кных магнитов 3 и 4. Таким образом формиру— ется широкоходовая магни кная пружина, обладающая жесткостью, завися щей от степени намагниченности матери40 ала магнитов и величины воздушного зазора между магнитами 3, 4 и " . При заданной массе подвижного магнита 5 регулированием величины воздушного зазора устанавливается необходимая жесткость подвеса, а, следовательно, edo резонансная частота. Магнитодиод 2 может быть размещен относительно торца под .вижного магнита 5 в двух вариантах.
В одном из них оси симметрии магнитодиода и магнита совпадают, при этом относительное перемещение магнитоди ода и магнита приводит к формированию выходного сигнала с удвоенной частотой относительно частоты воздействия. 55
В другом варианте оси симметрии подвижного магнита 5 и магнитодиода 2 смещены в плоскости кочебаний íà расстояние, равное наибольшей величине виброперемещения. Этот режим характеризуется равенством частот выходного сигнала и воздействия. В режиме виброметра инерционная масса — подвижный магнит 5, остается неподвижной, благодаря скольжению направляющих 8 и 9 в подшипниках основания 1 датчика.
При периодическом изменении положения подвижного магнита 5 относительно магнитодиода 2 происходит изменение величины магнитного потока, воздействующего на магнитодиод 2. Изменение магнитного потока сопровождается изменением внутреннего сопротивления магнитодиода 2, что становит я причиной появления в цели нагрузки переменной составляющей тока. При этом в начале процесса смещения осей подвижного магнита 5 и магнитодиода 2 чувствительность цепи к перемещению мала, она постепенно увеличивается до некоторого предела и далее опять уменьшается. Поэтому и в статическом и динамическом режимах зависимость приращения тока цепи от приращений перемещения имеет нелинейный характер.
Для обеспечения линейного характера зависимости приращений напря>кения нагрузки от перемещения, т.е. выходной характеристики, нагрузка магнито-. диода 2 представляет собой параллельное соединение транзистора 13 линейного резистора 14 и транзситора 15 с диодом 16 в коллекторной цепи. При этом обеспечиваются равные приращения напряжения нагрузки, соответствующие равным приращениям перемещения,так как транзистор 13 формирует пьедестал вольтамперной характеристики нагрузки и пологий начальный участок, обеспечивающий наибольшую чувствительность виброметра в области наименьшей собственной чувствительности магнитодиода 2, транзистор 13 формирует крутой участок характеристики в области наибольшей собственной чувствительности, а транзистор 15 с диодом 16 обеспечивают наибольшую возможную чувствительность виброметра в области наименьшей собственной чувствительности системы магнитодиод 2 — магнит 5.
Сформированный на нагрузке сигнал, несущий информацию о величине амплитуды виброперемещения, подается на усилитсль 11 и через него — на стрелочный индикатор 12 со шкалой, отградуированной в единицах перемещения.
Применение изобретениЯ позволяет уменьшить габариты устройства, обеслечить линейность его характеристики, что повышает точность измерения виб- . рации малых объектов.
Формула изобретения
1 Виброметр, содержащий последовательно соединенные датчик,выполненн.-т" в виде основания, чувствительного к магнитному полю элемента, закрепленного на основании, магнитного подвеса, включающего три параллельно расположенных магнита, два из которых жестко закреплены на основании и установленные перпендикулярно основанию и параллельно двум жестко закрепленным на последнем
838403
Составитель A.Hîâèêîâ
Редактор К.Волощук ТехредН.Ковалева КорректорМ.Щароши
Заказ 4409/59 Тираж 484 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 магнитам направляющие, несущие третий магнит, усилитель, стрелочный индикатор и включенную параллельно чувствительному элементу нелинейную нагрузку, отличающийся тем,что, с целью уменьшения размеров, чувствительный к магнитному полю элемент представляет собой магнитодиод.
2. Виброметр, по и. 1, о т л ичающий ся тем, что, сцелью формирования линейной выходной характеристики, последовательно с магнитодиодом включены параллельно соединен.нЫе коллекторная цепь транзистора,резистор и последовательно соединенные транзистор и диод.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2717154/18-28, кл.G 01 Н
11/00, 1979 (прототип).