Изучение устройств для бесконтактного измерения вибрации - Дипломная работа

1. Анализ области использования виброметра и принципов измерения вибрации 1.1 Колебательные процессы 1.2 Принципы измерения вибрации 1.3 Обоснование выбора параметра, подлежащего регистрации 2. Разработка структурной схемы и алгоритма работы измерителя вибрации 3.1 Структура датчика 3.2 Алгоритм работы 4. Разработка электрической принципиальной схемы 4.1 Требования к аналоговой части 4.2 Требования к АЦП 4.3 Выбор АЦП 4.4 Описание схемы преобразователя 5. Разработка программы и методики оценки метрологических и эксплуатационных характеристик Заключение Список литературы Приложение Введение Одной из самых важных и актуальных проблем в современной технике является измерение и получение экспериментальной информации о величинах, характеризующих механические колебательные процессы, происходящие в различных механизмах и аппаратуре. В то же время она оказывает отрицательное воздействие на человеческий организм. Для выполнения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: a) Произвести анализ существующих принципов измерения вибрации и выбрать параметры, подлежащие регистрации для измерения вибрации; b) Произвести анализ методов измерения выбранных параметров и обосновать выбор; c) Разработать структурную схему и алгоритм работы измерителя вибрации; d) Разработать принципиальную электрическую схему; e) Разработать ПО виброметра; f) Разработать программы и методики оценки метрологических и эксплуатационных характеристик разработанного виброметра; g) Произвести оценку метрологических свойств разработанного прибора и составить выводы по работе. 1. Иногда протекание во времени рассматриваемого явления и изменение основной физической величины, его характеризующей, во многом зависит от каких-либо других физических величин. В качестве примера можно использовать свободные колебания маятника (Рисунок 1). Рис. 1. Свободные колебания маятника: Также бывают случаи, когда признаки колебательного процесса проявляются при рассмотрении одних физических величин и не проявляются при рассмотрении других физических величин. Иногда в литературе встречается такое определение, по которому вибрация - это малые и частые колебания, а собственно колебания - большие и редкие. В последнее время в технике стали использовать колебательное движение, которое создаётся в аппаратах и машинах, служащих для производства различных материалов. В таком случае справедливо выражение (1): где q(t) - некоторая колебательная величина, i = …, -2, -1, 0, 1, 2, … Полным колебанием или циклом колебаний называется часть периодического колебательного процесса, повторяющаяся через наименьший отрезок времени T, называемый периодом колебаний или просто периодом. А величина v (формула 2), обратная периоду T, называется числом колебаний в единицу времени или частотой колебаний: На рисунке (3) графически показаны период и частота колебаний. Рис. 3. Гармонические колебания: Величина qа называется амплитудой гармонического колебания или просто амплитудой. Аргумент ?t ? называется фазовым углом, он однозначно определяет фазу гармонического колебания. А если использовать только дискретные значения в конкретные моменты времени, то этого может оказаться недостаточно для решения поставленной задачи. Первый принцип заключается в том, что в пределах принятой физико-математической идеализации для описания состояния вибрирующего объекта или системы объектов необходимо, чтобы шесть независимых координат, определяющих положение объекта в пространстве, были получены как функции времени на достаточно большом промежутке времени, например, в виде осциллографических или магнитных записей - так называемых виброграмм. Возникшая вследствие этого явления ЭДС будет прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, а значит и скорости движения катушки в магнитном поле. Одним из примеров преобразователя механического импеданса является преобразователь типа 8001 фирмы “Брюль и Къер”. Рис.