VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Контроль и диагностика вибрационных характеристик оборудования по месту эксплуатации является необходимым для обеспечения безопасной и надежной работы мощных энергетических установок (газотурбинные двигатели).

Важными вибрационными характеристиками мощных энергетических установок являются их собственные частоты и декремент затухания.

Решением поставленной задачи является применение миниатюрного, надежного и точного виброакселерометра. Такой акселерометр, называемый иначе датчиком вибраций, имеет встроенный усилитель напряжения с выходом по ICP-стандарту, решающий проблемы согласования пьезокристалла с длинной кабельной линией.

В настоящее время в АО «НИИФИ» разработан акселерометр АЛС 007 на основе отечественных материалов и встроенного усилителя собственной разработки (рисунок 1).

Рисунок 1 – Конструктивные варианты акселерометра АЛС 007

Важным условием при создании отечественного аналога ICP-акселерометра является необходимость отработки методик определения таких метрологических характеристик, как предел измерений, чувствительность, нелинейность функции преобразования, резонансная частота и частотный диапазон измерений при отсутствии эталонного оборудования для воспроизведения ускорений амплитудой до 5000 g, частотой до 30000 Гц и удара амплитудой до 10000 g.

Прямым методом определяется частотный диапазон измерений акселерометров АЛС 007 до 20 кГц на вибростенде PCB 396C1. На рисунке 2 показан график АЧХ двух макетов акселерометров. Неравномерность АЧХ в частотном диапазоне до 20 кГц не превышает 7%, резонансных явлений не выявлено.

Рисунок 2 – График АЧХ акселерометров АЛС 007

В отличие от динамических характеристик в РФ отсутствуют эталонные средства воспроизведения синусоидальной вибрации амплитудой до 5000 g. В этой связи предлагается методика экспериментального определения диапазона измерений методом ударного воздействия в соответствии с ГОСТ Р ИСО 16063-13-2012 и ГОСТ ИСО 5347-2-97. При подтверждении диапазона измерений выходные сигналы контрольного и исследуемого акселерометров регистрируются с помощью цифрового осциллографа. На рисунке 3 показаны осциллограммы ударных импульсов с выхода контрольного и исследуемого акселерометров при воспроизведении удара амплитудой 5000 g на ударном стенде P35OS.

Рисунок 3 – Осциллограмма выходных сигналов контрольного

акселерометра (CH1) и акселерометра АЛС 007 (CH2)

Значение коэффициента преобразования, полученное при испытаниях ударных методом отличается от значения коэффициента преобразования, определенного при проведении испытаний на эталонном вибростенде с максимально воспроизводимой амплитудой виброускорения 50 g, не более чем на погрешность контрольного акселерометра. Полученные результаты испытаний подтвердили адекватность методов экспериментального определения коэффициента преобразования пьезоэлектрических акселерометров в отсутствии эталонных средств воспроизведения виброускорений требуемой амплитуды.

Список литературы

1 Янчич В.В. Пьезоэлектрические виброизмерительные преобразователи (акселерометры) / Монография. Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2010. 304 с.

2 Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики / М.: Техносфера, 2006. 632 с.

Код для цитирования: Скопировать