Вторинні перетворювачі
Первинні перетворювачі
До первинних перетворювачів накладаються складні вимоги по причині великої різноманітності умов їх функціонування та вимогам до великого динамічного діапазону вимірювальних за їх допомогою величин.
Практично безінерційними при вимірюваннях величин вібрацій є вихрострумові перетворювачі. Вихрострумовий метод є безконтактним і заснований на реєстрації зміни електромагнітного поля в залежності від зазору між електричною котушкою що збуджує вихрові струми на електропровідній поверхні виробу та самою поверхнею виробу. Метод дозволяє вимірювати віброзміщення в межах 10-9 – 10-3 м., в діапазоні частот від нуля до сотен кілогерц. Перетворювачі мають малий вихідний опір, нечутливі до поперечної складової вібрацій, можуть градуюватися статичним шляхом.
П’єзорезистивні перетворювачі являють собою кремнієві напівпровідниковими резисторами котрі змінюють свій електричний опір під дією зовнішнього механічного тиску. Їх перевага у тому, що вони чутливі до статичних механічних навантажень. Динамічний діапазон частот вібрацій складає величини до 400 кГц. Перетворювачі можуть виконуватись в мініатюрному виконанні.
Тензорезисторні давальники вимірюють прискорення, або вібрації.
Індукційні вимірювальні перетворювачі основані на тому, що змінне магнітне поле здатне створювати струми в котушках індуктивності. Такі вироби прості, надійні в експлуатації, дозволяють вимірювати інфранизькі частоти коливань (долі Герц) з великими амплітудами (десятки міліметрів).
Волокнянооптичні перетворювачі дозволяють здійснювати вимірювання у важкодоступних місцях у присутності агресивних середовищ. Вимірювання здійснюються на частотах 0-20 кГц.
Оптичні інтерференційні перетворювачі дозволяють здійснювати виміри з великою точністю.
П’єзоелектричні вимірювальні перетворювачі працюють на основі прямого п’єзоефекту. Акселерометри на такій основі вимірюють вібрації до декількох тисяч «g» з частотами в сотні кГц.
Для прикладу, наразі сейсмодавальники серії S3810-11 (USA) призначені для контролю за сейфами/сховищами, а вібродавальники ЕС-300 фірми ALARMCOM контролюють вібраційний стан сталевих, скляних, дерев’яних та цегляних поверхонь в радіусі 2-3 м. Аудіодавальники з радіусом дії до 10 м., наприклад, представлені моделлю DG-50 фірми DSC (Канада).
Найбільше поширення отримали вторинні перетворювачі, котрі обслуговують первинні п’єзоелектричні перетворювачі.
Основу будь якого вимірювача з сталими метрологічними характеристиками складає узгоджувальний (кондиціонуючий) підсилювач. Він забезпечує узгодження вихідного імпедансу вібродавальника з вхідним опором вторинної апаратури. При цьому він нормує вимірювальний сигнал. Використовують два типи підсилювачів: підсилювач напруги, у котрого вихідний сигнал є пропорційним напрузі, та підсилювач заряду, вихідна напруга котрого пропорційна заряду, створюваному п’єзоелектричним давальником.
Окрім узгоджувальних підсилювачів до складу апаратури входять вимірювальні підсилювачі, котрі нормують сигнал та дозволяють отримувати результат вимірів в заданих одиницях виміру, а також підсилювати як статичні сигнали, так і імпульсні. Крім того, вони дозволяють проводити виміри в широкому діапазоні частот в заданій смузі частот з стандартними частотними характеристиками А, Б, С згідно ГОСТ 17187-71.
Для безпосереднього вимірювання параметрів вібрацій використовують віброметри. Для періодичного контролю прискорень, віброшвидкості та віброзміщень використовують віброметри ВМ-1, віброметри фірми «Бриль і Кьер» типу 2511, тощо.