5. Вибродатчики

Устройство, преобразующее измеряемую механическую величину в электрическую, называется датчиком.

В современных виброизмерительных приборах механическое колебание преобразуется в электрическое и записывается осциллографом. Связь между датчиком и регистрирующей аппаратурой осуществляется проводами, и измерение параметров вибрации может производиться дистанционно.

В виброизмерительной технике наибольшее распространение получили генераторные и параметрические вибродатчики.

Вибродатчики, которые при измерении неэлектрических величин создают электродвижущую силу, называются генераторными (энергетическими).

Генераторные датчики делятся на индукционные (магнитоэлектрические), пьезоэлектрические, фотоэлектрические и термоэлектрические.

Датчики, которые преобразуют изменение измеряемой неэлектрической величины в измерение электрических параметров, таких как сопротивление, индуктивность, емкость и т. д., называются параметрическими.

Параметрические датчики делятся на индуктивные, емкостные, омического сопротивления и акустические. К числу параметрических датчиков принадлежат дифференциальный индуктивный вибродатчик ВД-3, емкостный датчик ВР-1 и др.

Малая масса и компактность современных вибродатчиков по сравнению с механическими самозаписывающими приборами позволяет устанавливать их в труднодоступных местах.

На рис. 21 показаны некоторые индукционные вибродатчики. Принцип работы большинства из них легко продемонстрировать на конструктивной схеме вибродатчика ВЭГИК (рис. 22).

Вибродатчик ВЭГИК предназначен для преобразования колебаний с амплитудами от 0,0001 до 2 мм, периодами от 0,01 до 1 сек (частотами от 1 до 100 гц). Принцип работы прибора заключается в следующем: корпус прибора устанавливается на исследуемый объект и колеблется вместе с ним, а маятник в силу инерции остается неподвижным; таким образом, создается относительное движение индукционной катушки 5 (рис. 22), закрепленной на конце маятника, и постоянного магнита 6, который закреплен на корпусе. Электродвижущая сила, возбужденная в индукционной катушке, по соответствующим проводам поступает в осциллограф и записывается на пленку

Рисунок 21. Вибродатчики:

а – ВЭГИК; б – ВИБ-А; в – К-001

Прибор состоит из следующих основных частей (рис. 22): маятника вибродатчика 3 в виде цилиндрической массы, закрепленного в корпусе 11 при помощи безлюфтового шарнира 2 на стойке 1. Для регистрации вертикальных колебаний ось вращения маятника ориентирована горизонтально, а для регистрации горизонтальных колебаний — вертикально. Вес маятника уравновешен пружиной 9. Изменение частоты собственных колебаний маятника осуществляется при помощи винта 7. При вращении этого винта перемещается гайка 8, за которую зацеплена пружина 9, и изменяется сила натяжения пружины. Винт выведен за корпус и на него насажена ручка 10. На маятнике укреплен алюминиевый рычаг 4, на котором подвешен цилиндрический каркас 5, изготовленный из органического стекла. На каркас намотана катушка из тонкой проволоки. Концы этой катушки выведены к двум зажимам. Индукционная катушка находится в поле постоянного магнита 6.

Рисунок 22. Конструктивная схема ВЭГИК

При колебаниях корпуса датчика катушка, соединенная с инерционной массой, будет неподвижна, а магнит, укрепленный на корпусе, будет вместе с ним повторять колебания исследуемой конструкции. В результате на выходе катушки возникнет э.д. с, изменяющаяся во времени по тому же закону, что и перемещения исследуемой конструкции.

Для регистрации горизонтальных колебаний витая пружина снимается, прибор поворачивается на 90° и ставится на 3 установочных винта.

Механизм вибродатчика помещен в металлический корпус с крышкой из органического стекла, что позволяет видеть положение маятника.