Никитин В.А., Бойко С.В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение таблицы 17.14.

1 2 3 4 5

Проверка относи-

тельного коэффи-

циента попереч-

ных колебаний

вибростола (по

ускорению).

Цифровой

вольтметр, ПГ

не более

0,5 %;

Вибродатчик

согласующим

усилителем

погрешность

измерения

± 10 %

да нет

Определение

основной

погрешности

воспроизведения

частоты вибрации.

Цифровой

частотомер,

ПГ не более

-5

да да

Проверка

нестабильности

работы

вибростенда

Лазерный из-

меритель па-

раметров виб-

рации 1 разря-

да по

МИ 2070-90

Цифровой

вольтметр, ПГ

не более

0,5 %

да нет

Проверка

сопротивления

изоляции

Мегаомметр,

класс

точности 1,0

да нет

Примечание: - допускается использовать, например, вольтметр типа В7-

53, частотомер типа Ч3-54, мегаомметр типа М-1101; - для определения

относительного коэффициента поперечных составляющих колебаний

вибростола следует выбрать вибродатчик с минимальной собственной

поперечной чувствительностью (не более 1-2 %).

Требования безопасности

При проведении поверки необходимо соблюдать следующие требования

безопасности:

- заземление вибростенда должно осуществляться посредством клеммы

“ЗЕМЛЯ”, расположенной на задней панели вибростенда;

- недопустимо нахождение соединительных кабелей рядом с

вращающимися объектами.

Необходимо руководствоваться “Правилами техники безопасности при

эксплуатации электроустановок потребителей”.

Условия поверки.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха – (15 ÷ 25) °С;

- относительная влажность – (40 ÷ 80) %;

- атмосферное давление – (84 ÷ 106,7) кПа;

Вибростенд должен быть откалиброван с помощью лазерного

измерителя вибрации на частоте 45,0 Гц при размахе виброперемещения 100

мкм и при среднем квадратическом значении виброскорости 10 мм / с, а затем

опломбирован. Перед проведением поверки должен быть произведен внешний

осмотр вибростенда с целью выявления дефектов. Проведение поверки.

Проверку частот воспроизводимой вибрации, диапазонов воспроизводимых

значений размаха виброперемещения, среднего квадратического значения

виброскорости, максимального виброускорения воспроизводимой вибрации и

определение основной относительной погрешности воспроизведения размаха

виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и

амплитуды виброускорения производить раздельно на частотах 45; 64 и 79,6 Гц

при массе нагрузки на вибростоле ± 1 кг. Рекомендуемая форма записи

результатов измерений и вычислений приведена в конце настоящей методики

поверки. Приведенные в таблицах значения размаха виброперемещения,

среднего квадратического значения виброскорости и виброускорения (Sин,

Vин, а

ин

) устанавливать с помощью лазерного измерителя параметров

вибрации, для чего закрепить на вибростоле уголковый отражатель. После

установки заданных в таблицах значений произвести измерения

соответствующих параметров по цифровому индикатору вибростенда (Sст, Vст,

ст

). Относительную погрешность воспроизведения среднего квадратического

значения виброскорости (δVотн.) в процентах можно определить по формуле

(17.47)

ин

инст

отн

)(100

−

, (17.47)

Относительную погрешность воспроизведения размаха

виброперемещения (δ Sотн.) в процентах можно определить по формуле (17.48)

ин

инст

отн

)(100 −

, (17.48)

Относительную погрешность воспроизведения виброускорения можно

найти по формуле (17.49)

ин

инст

отн

аа

)(

100

−

⋅=

, (17.49)

Результаты измерений и расчетов проверяемых параметров должны

удовлетворять соответствующим требованиям ТУ 4277-031-00205435-01,

приведенным в "Руководстве по эксплуатации

Проверку коэффициента нелинейных искажений проводить при

нагрузке массой 1 кг и при виброускорении 10 м/с

на частотах 45; 64 79,6 Гц

после десятиминутного прогрева вибростенда.

Закрепить на вибростоле вибростенда с помощью резьбового

соединения М10х1 цилиндр массой (1 ± 0,01) кг. Выход согласующего

усилителя, расположенного внутри вибростенда, подключить к входу

измерителя нелинейных искажений. Включить вибростенд и установить

частоту вибрации 79,6 Гц. Установить амплитудное значение виброускорения

10 м/с

. Измерить коэффициент нелинейных искажений. Повторить испытания

по методике п.п. 3.3.3, 3.3.4 на частотах 45 и 64 Гц, для которых установить

колебания соответствующие амплитудному значению ускорения 10 м/с

на этих

частотах.

Значения коэффициента нелинейных искажений должны быть не

более 1 %.

Проверку относительного коэффициента поперечных колебаний

вибростола (по ускорению) производить на частотах 45; 64; 79,6 Гц при

амплитудном значении виброускорения 10 м/с

Закрепить на вибростоле восьмигранник, к торцу которого прикрепить

вибродатчик, выход которого через согласующий усилитель подключить к

цифровому вольтметру. Измерить напряжение на выходе согласующего

усилителя (Uв) при колебаниях в основном направлении на частотах 45; 64;

79,6 Гц при амплитуде виброускорения 10 м/с

, задаваемом по показаниям

индикатора вибростенда. Последовательно закрепляя вибродатчик на боковых

гранях восьмигранника, поочередно произвести измерения напряжения на

выходе согласующего усилителя (Ui). При этом значение виброускорения в

основном направлении контролировать перед каждым измерением и

поддерживать постоянным. Вибродатчик, закрепленный на боковой плоскости,

вырабатывает напряжение, пропорциональное поперечным колебаниям

вибростенда и собственной основной и поперечной чувствительности.

Вычислить относительные коэффициенты поперечных колебаний в различных

направлениях К

iпп в процентах можно по формуле (17.50)

100

)180()(

)(

⋅

Uв

inn

, (17.50)

Значения относительного коэффициента поперечных колебаний

вибростола должны быть не более 2 % на частоте 45 Гц и не более 5 % - на

остальных частотах. Проверку сопротивления изоляции проводят с помощью

мегаомметра путём подключения его между закороченными контактами

питания вибростенда и корпусом

. Сопротивление изоляции должно быть не

менее 20 МОм. Проверку нестабильности воспроизведенных параметров

вибрации проводить по методике через 4 мин после включения вибростенда,

через 30 мин. при максимальной нагрузке и раздельно на частотах 45; 64; 79,6

Гц. Значение нестабильности параметров вибрации не должны превышать

0,5 %.

Определение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации

проводить на частотах 45; 64 и 79,6 Гц с помощью электронно-счетного

частотомера, подключенного к разъему “Вых. лин.” или “Вых. синхр”.

На вибростенде установить частоту вибрации 45 Гц, при которой

записать в таблицу частоты колебаний по показаниям частотомера.

Вычисленные значения округляются с точностью до 0,01 Гц.

Повторить операции по методике на частотах вибрации 64 и 79,6 Гц.

Значение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации не

должно превышать ± 0,2 Гц.

Оформление результатов проверки. Положительные результаты поверки

должны быть оформлены свидетельством о поверке, а также записью в

паспорте (формуляре) результатов и даты поверки. Допускается не оформлять

свидетельство о поверке, а соответствующая запись может быть сделана в

формуляре стенда и заверена подписью поверителя, оттиском его клейма и

голографической маркой Госстандарта.

Вибростенд, прошедший поверку с отрицательными результатами, к

эксплуатации не допускается, и на него оформляется извещение о

непригодности.

Системы управления вибростендом К-5201, К-5201/П.

Виброиспытательные системы по технологии виртуальных приборов.

Существует обширный класс задач, связанных с использованием вибраторов

(или вибростендов), где обязательно используются вибрационные измерения:

1) виброиспытания продукции;

2) прозвучивание конструкций;

3) поверка (калибровка) средств виброизмерений;

4) определение инерционно-жесткостных характеристик материалов,

образцов, изделий;

5) виброукладка и т.д.

Реализация подобных задач с использованием технологии «виртуальных

приборов» является на сегодняшний день оптимальной формой решения,

которая позволяет:

- минимизировать количество используемой аппаратуры. Из

дискретных приборов остаются только усилитель мощности (как правило,

соответствующий усилитель всегда приобретается вместе с вибратором или

уже входит в комплект поставки вибратора) и согласующие усилители для

акселерометров. Функции всех остальных приборов (генерация сигналов

возбуждения, обработка и анализ вибросигналов, ведение Баз Данных,

формирование отчетной документации и т.д.) принимает на себя ПК с

соответствующими встроенными устройствами ввода/вывода и программным

обеспечением;

- автоматизировать весь процесс решения задачи, увязав единым

алгоритмом процесс генерации сигналов возбуждения и анализа

соответствующих им вибрационных откликов;

- избавиться от субъективизма и ошибок операторов;

- сформировать автоматизированную Базу Данных испытаний;

- обеспечить формирование и выпуск оперативной и отчетной

документации по результатам испытаний;

- удобный пользовательский интерфейс, наглядное представление хода и

результатов испытаний;

- увеличение количества задач, решаемых в едином взаимосвязанном

алгоритме функционирования системы. Например, виброиспытания продукции.

Одной из наиболее широко распространенных задач здесь является задача

виброиспытаний различных приборов на тряску. При этом закрепленный на

платформе вибратора прибор включен и выполняет некую отдельную тестовую

программу, контролирующую его работоспособность в процессе тряски. В

рамках технологии «виртуальных приборов» задача контроля

работоспособности испытуемого прибора в процессе тряски также в

большинстве случаев может быть увязана с общим алгоритмом

функционирования системы. Такая возможность обусловлена тем, что

используемые устройства ввода/выводы (платы АЦП/ЦАП) имеют не менее 8

или 16 аналоговых входов и не менее 8 разрядов цифровых входов/выходов, т.е.

практически всегда существует возможность как аналоговые, так и цифровые

сигналы испытуемого прибора завести на компьютер и их анализ увязать с

общим алгоритмом работы;

- универсальность схемного решения. Показанный на рисунке вверху

пример схемы соединений элементов системы для виброиспытаний остается

неизменным практически для любых задач, связанных и использованием

вибраторов, которые перечислены в начале раздела. Например, при поверке

акселерометра со схемы просто исчезнет объект испытаний, а оба датчика (при

этом один будет эталонным, второй поверяемым) будут установлены на

платформу вибратора. Таким образом, смена решаемой задачи осуществляется

просто сменой рабочей программы ПК;

- гибкость системы в адаптации к конкретным типам используемых в

системе дискретных приборов;

- при всех перечисленных достоинствах любая из названных систем

может быть реализована при самых минимальных затратах, не превышающих,

как правило, $4000-5000. Большинство предприятий, занимающихся

реализацией перечисленных задач, уже имеют соответствующие вибраторы,

усилители мощности, вибрационные каналы (о компьютерах мы даже и не

говорим, где их сейчас нет, и поэтому для них создание современной,

автоматизированной системы связано только с приобретением

соответствующей платы АЦП/ЦАП и рабочего программного обеспечения.

Виброиспытания и контроль.

Рисунок 17.65 - Название программы: Вибротест. К-5201

Краткое описание.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в

диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Генерация СШВ (белый шум) в заданном

оператором частотном диапазоне (от 5 Гц до 4 000 Гц). Автоматическое

поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной

точностью. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение,

виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров

сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда, Плотность мощности

(только для сигнала виброускорения в режиме генерации белого шума);-

усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной

времени от 1 с до 10 с. Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с

заданием количества спектров для усреднения;- вывод на дисплей сигналов во

временной и частотной области. Сохранение данных измерений в файле с

заданной периодичностью и длительностью. Четыре измерительных канала (в

данной версии). Оодин канал генератора.

Рисунок 17.66 – Система управления вибростендом

Рисунок 17.67 - Система управления вибростендом. Название

программы: Вибропрочность

Краткое описание:

Прибор "Вибропрочность" предназначен для управления вибростендом

и измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном

режимах по программам испытаний на виброустойчивость и вибропрочность.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в

диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Автоматическое поддерживание

заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в

автоматическом режиме по программам испытаний на вибропрочность и

виброустойчивость. Создание и редактирование программ испытаний, задаются

следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации

(виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр

вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, количество

циклов качания. Количество поддиапазонов может быть любым, скорость

изменения частоты примерно 1 октава в минуту. Задание и измерение

следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение.

Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ

(среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по

показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с.

Спектральный анализ с заданием количества спектров для усреднения. Вывод

на дисплей сигналов во временной и частотной области. Сохранение данных

измерений в файле с заданной периодичностью. Четыре измерительных канала

(в данной версии). Один канал генератора.

Рисунок 17.68 - Прибор «Вибротест СШВ»

Прибор «Вибротест СШВ» предназначен для управления

вибростендом и измерения заданных шумовых вибрационных параметров.

Основные характеристики. Генерация СШВ (белый шум) в заданных

оператором частотных диапазонах от 5 Гц до 4 000 Гц (до 6-ти поддиапазонов).

Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ

(среднеквадратичное значение), Плотность мощности в каждом поддиапазоне.

Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с заданием количества

спектров для усреднения. Вывод на дисплей сигналов частотной области.

Сохранение настроек органов управления частотными полосами. Сохранение

данных измерений в файле с заданной периодичностью и длительностью.

Рисунок 17.69 - Прибор "Виброрезонанс"

Прибор «Виброрезонанс» предназначен для управления вибростендом и

измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном

режимах по программам испытаний определения резонансов .

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в

диапазоне частот от 5 Гц до 600 Гц. Автоматическое поддерживание заданных

уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в

автоматическом режиме по программам испытаний по определению

резонансов. Создание и редактирование программ испытаний, задаются

следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации

(виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр

вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, шаг по

частоте, количество поддиапазонов может быть любым. Задание и измерение

следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение.

Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ

(среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по

показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Вывод

на дисплей сигналов во временной и амплитудно-частотной характеристики

измеряемого объекта. Сохранение данных измерений в файле в формате

EXCEL. Четыре измерительных канала ( в данной версии). Один канал

генератора.

Рисунок 17.70 -

К-5201/П. Виброповерка.

Одна из типовых схем поверки виброаппаратуры, имеющей сигнальный

выход. Помимо этого система реализует схемы поверки:

- виброаппаратуры с показывающим индикатором, без сигнального

выхода;

- по электрическому сигналу (без вибратора) любой аппаратуры;

- поверку с использованием интерферометра;

- поверку пьезодатчиков на вибраторе;

- поверку пьезодатчиков методом электрического возбуждения (без

вибратора).