Пьезоэлектрический метод
Данный метод предусматривает использование малых пьезодатчиков для определения резонансных частот испытуемых изделий. Достаточная точность определения основных характеристик обеспечивается при испытаниях изделий, размеры и масса которых!
Ю раз превышают размеры и массу малого пьезодатчика.
Частоты собственных колебаний таких пьезодатчиков более !00 кГц; чувствительность 0,05 — 1 мВ.
Принципиальная схема установки для определения резонансных частот пьезоэлектрическим методом представлена на рис. 2.18. Для согласования высокоомного выхода пьезопреобразователей 5, 5 с низкоомным входным сопротивлением электронных вольтметров 7, 9 необходимо применять усилители или катодные повторители б, 10, имеющие входное сопротивление RBX > 300 МОм. При плавном изменении частоты колебаний вибростенда 1 и при поддержании постоянства ускорения крепежной платы 2 на резонансной частоте образца 4 будет наблюдаться увеличение напряжения на малом преобразователе 3. На экране осциллографа 5 этому будет соответствовать поворот эллипса на 90°.
Электретный метод
Использование электретных преобразователей позволяет определять резонансные частоты испытуемых изделий различных форм. Материалом для поляризованного диэлектрика служит керамика Т-150 или полиэтилентерефталатная пленка (лавсан). В результате поляризации на поверхности электрета образуется электрический заряд большой поверхностной плотности, который может сохраняться в течение продолжительного времени.
Для определения резонансных частот электрет должен быть расположен на расстоянии 1—3 мм от поверхности испытуемого образца. При этом между электретом и образцом действует электростатическое поле, напряженность которого изменяется с изменением расстояния между ними.
Т
аким
образом, при вибрации промежуток между
образцом и электретом становится
генератором переменного электрического
напряжения, частота которого равна
частоте вибрации f,
а числовое значение пропорционально
виброскорости v
= aω
(а — амплитуда колебаний образца).
Принципиальная схема установки показана на рис. 2.19. Испытуемый образец крепят на крепежной плате 2 к столу l вибростенда и плавно изменяют частоту колебаний. При резонансе образца 3 увеличивается амплитуда его колебаний, что вызывает увеличение напряжения на электретном преобразователе 4. Это фиксируется по милливольтметру 5 и осциллографу 7 и записывается на самописце 6. Резонансную частоту измеряют частотомером 8 при максимальном напряжении на электрете.
Емкостный метод
В данном методе используется увеличение сигналы емкостного преобразователя при резонансе, которое происходит в результате изменения емкости неподвижным электродом и вибрирующим испытуемым образцом (рис. 2.20).
Исследуемый образец 4 крепят на платформе 2 к столу 1 вибростенда. Над образцом на расстоянии 1—3 мм располагают искусственный электрод 3. К промежутку образец — искусственный электрод прикладывают постоянное напряжение U = 400 ÷ 500 В.
Изменение при вибрации емкости между образцом и электродом вызывает в цепи с резистором R переменный ток I, который будет пропорционален скорости вибрации. Следовательно, напряжение на резисторе R будет пропорционально виброскорости v = aω.
Сигнал с резистора R поступает на электронный вольтметр 9 и вертикальные пластины осциллографа 8. На горизонтальные пластины осциллографа приходит сигнал от задающего генератора 6. Моменту резонанса испытуемого образца будет соответствовать увеличение напряжения на вольтметре 9 и поворот эллипса на 90° на экране осциллографа. Предусматривается также контрольный пьезопреобразователь 5 и вольтметр 7.