ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АКСЕЛЕРОМЕТРЫ С ДВУМЯ ДИНАМИЧЕСКИМИ И ЧАСТОТНЫМИ ДИАПАЗОНАМИ

Янчич Владимир Владимирович, кандидат технических наук, начальник лаборатории, Научное конструкторско- технологическое бюро «Пьезоприбор», Южный федеральный университет (Россия, г. Ростов-на-Дону,ул. Мильчакова, 10), vibro1@mail.ru
Джения Дмитрий Владимирович, инженер 1 категории, Научное конструкторско-технологическое бюро «Пьезоприбор», Южный федеральный университет (Россия, г. Ростов-на-Дону,ул. Мильчакова, 10), jes73@mail.ru
Янчич Владимир Владимирович, инженер, Научное конструкторско-технологическое бюро «Пьезоприбор», Южный федеральный университет, (Россия, г. Ростов-на-Дону,ул. Мильчакова, 10), homeslacker@gmail.ru

 681.586

Актуальность и цели. Расширение динамического и частотного диапазонов измерения параметров виброколебаний относится к важным задачам совершенствования аппаратуры виброакустической диагностики и мониторинга сложного технического оборудования. В ряде случаев необходимый результат достигается путем одновременного использования двух датчиков, отличающихся значениями коэффициентов преобразования или рабочими диапазонами частот. Однако такое решение не всегда технически выполнимо. Целью данной работы является создание пьезоэлектрических акселерометров, предназначенных для измерения в двух перекрывающихся динамических или частотно-динамических диапазонах.
Материалы и методы. На примере преобразования ускорения в электрический сигнал с использованием прямого пьезоэффекта рассмотрены основные принципы построения двухдиапазонных электромеханических преобразователей акселерометров. Проведен анализ особенностей их работы в режимах измерения напряжения и заряда. На основе предложенных критериев конструирования разработаны и экспериментально исследованы варианты макетных образов двухдиапазонных акселерометров. 
Результаты. Выявлены основные особенности работы преобразователей с двумя динамическими диапазонами в режимах измерения напряжения и заряда. Показана принципиальная возможность реализации двухдиапазонных акселерометров с различными динамическими диапазонами и общим рабочим диапазоном частот, а также с различными динамическими и частотными диапазонами. В последнем случае необходимо применение автономных электрически и механически изолированных преобразователей, расположенных в одном корпусе датчика. На основе предложенных критериев конструирования разработаны и испытаны пьезоэлектрические преобразователи акселерометров с двумя диапазонами, отличающимися по верхней границе измеряемого ускорения до 33 раз и максимальной рабочей частоте в 3,5 раза.
Выводы. Для расширения динамического и частотного диапазонов измерения параметров виброколебаний вместо двух пьезоэлектрических акселерометров возможно применение одного с двумя динамическими или частотно-динамическими диапазонами. Предложенные технические решения могут использоваться также при конструировании пьезоэлектрических датчиков пульсации давления, акустического поля, силы.

Ключевые слова

пьезоэлектрический акселерометр, измерение, динамический и частотный диапазон, виброколебание.

 Скачать статью в формате PDF

1. Янчич, В. В. Пьезоэлектрические виброизмерительные преобразователи (акселерометры). Т. 7. Пьезоэлектрическое приборостроение / В. В. Янчич. – Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2010. – 304 с.
2. Костюков, В. Н. Основы виброакустической диагностики машин / В. Н. Костюков, А. П. Науменко. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
3. Земляков, В. Л. Методы и средства измерений в пьезоэлектрическом приборостроении. Т. 5. Пьезоэлектрическое приборостроение / В. Л. Земляков. – Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2009. – 180 с.