Что такое виброметр?

Что такое виброметр?

Виброметр — это устройство, измеряющее величину вибрации объекта. Величина вибрации обычно выражается по трем шкалам: смещение, скорость и ускорение.

Важно выбрать измеряемый параметр в зависимости от типа вибрации, которую вы хотите измерить, и объекта, который вы хотите оценить. При измерении ускорения его иногда называют акселерометром.

Использование виброметров

Виброметры широко используются в исследованиях и разработках, производстве и защите окружающей среды. Например, в области исследований и разработок вибрационные характеристики деталей измеряются на этапе разработки продукта, чтобы предотвратить резонанс, повреждение и аномальный шум.

В сфере производства, например, измерение вибрации двигателей используется как метод проверки отгрузки продукции для определения того, является ли двигатель приемлемым или нет. Кроме того, чтобы предотвратить повреждения, вызванные транспортировкой, вибрация во время транспортировки воспроизводится испытательным оборудованием для улучшения упаковки.

Например, для турбогенераторов мы отслеживаем вибрацию во время работы, чтобы обнаружить неисправности на ранней стадии. В сфере охраны окружающей среды измерение вибрации необходимо для решения проблем загрязнения, вызванных вибрациями от заводов и строительных работ.

Влияние вибрации на организм человека определяется путем измерения уровня вибрации, который представляет собой отношение вибрации к опорному ускорению. Уровни вибрации определены в ISO и JIS и используются для определения комфорта езды на автомобилях и железнодорожных вагонах.

Они также используются для измерения вибрации при землетрясениях и выдачи предупреждений и форм волн вибрации при землетрясениях для оценки сейсмостойкости и виброизоляции конструкций зданий.

Принцип работы виброметров

Обнаружение вибрации в виброметрах использует то, что называется датчиком. Датчики включают пьезоэлектрические, электромагнитные, механические, оптические и электромагнитные типы.

1. Пьезоэлектрические виброметры

Сила, создаваемая вибрацией, преобразуется в напряжение, пропорциональное этой силе, пьезоэлектрическим эффектом пьезоэлектрического элемента. Существует два пьезоэлектрических виброметра: сдвигового типа, который измеряет деформацию на поверхности пьезоэлектрического элемента, и компрессионного типа, который имеет простую конструкцию с грузом на пьезоэлектрическом элементе. Они компактны и легки и могут измерять вплоть до высокочастотного диапазона.

2. Электромагнитные виброметры

Этот тип состоит из магнита и катушки и измеряет изменения электрического тока, создаваемого электромагнитной индукцией в зависимости от позиционного соотношения между интересом и катушкой, вызванного вибрацией.

3. Механические виброметры

Используя полупроводниковый элемент MEMS (микроэлектрическая механическая система), этот виброметр измеряет изменения электростатической емкости в ответ на смещение переменного электрода.

4. Другие виброметры

Оптические виброметры измеряют смещение, облучая лазерным лучом, а электромагнитные виброметры измеряют относительное смещение с помощью микроволнового доплеровского лазера. Эти методы не требуют прикрепления датчика к вибрирующему объекту и подходят для измерения вибрации небольших предметов, горячих предметов и поверхностей жидкостей.

Другая информация о виброметрах

1. Как использовать виброметры

Рекомендуется, чтобы датчик был надежно закреплен с помощью шпилек или других средств, чтобы он находился в тесном контакте с неизмеряемым объектом. Если метод крепления не закреплен надежно, датчик может стать фильтром, и точное измерение будет невозможно.

Методы фиксации, отличные от шпилек, включают использование клея и магнитов. Частотный анализ широко используется для анализа вибрации. Это метод определения частот и интенсивности каждой частоты в измеренной форме волны.

2. Единица вибрации

Определение механической вибрации дано JIS как временное изменение величины величины, представляющей движение или смещение механической системы, чередующееся между состоянием больше и меньше определенного среднего или опорного значения. Вибрация состоит из трех элементов: амплитуды, частоты и фазы. При измерении вибрации используются три параметра: смещение, скорость и ускорение, и для измерения этих параметров используются виброметрыⅹ.

Практическими единицами измерения вибрации являются

• Смещение: см, мкм (=10-6 м), нм (=10-9 м)
• Скорость: см/с, мм/с
• Ускорение: см/с2, Гал (Гал = см/с2), G (Джи = 9,80665 м/с2)

Для измерителей уровня вибрации, используемых для измерения вибрации окружающей среды, величина вибрации окружающей среды оценивается по уровню вибрации (дБ), который является измеренным значением, основанным на виброчувствительных характеристиках человеческого тела. Это та же концепция, что и уровень шума, и измеренное значение, полученное после коррекции количества физической вибрации с помощью сенсорных характеристик человеческого тела, используется в качестве цели оценки.

• Уровень вибрации L = 20log(V/V0) [дБ]
• V0: опорное виброускорение
• V: среднеквадратичное значение виброускорения (ср. кв.)

V0 используется как 10-5 м/с2 в Японии и 10-6 м/с2 за рубежом.