PhD (Engineering), Associate Professor, Head of Chair “Technology and Management Systems in Mechanic Engineering”
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технология и системы управления в машиностроении»
postgraduate student
аспирант
assistant of Chair “Technology and Management Systems in Mechanic Engineering”
ассистент кафедры «Технология и системы управления в машиностроении»
graduate student
магистрант
graduate student
магистрант
Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, Professor
доктор технических наук, доцент, профессор
Current tools and techniques of vibration testing are applied in many areas of science and technology, especially in tool engineering where testing or calibrating exposure to the device under test or machine detail components is required. During engineering-seismological study to monitor technical state and analyze characteristics of structures, the authors widely used measuring equipment - seismo-accelerometers with the measured acceleration range from 10-3 m/s2 to several m/s2 and the measured frequency range from 0.1 to 100 Hz. Changes in vibrations of the specified frequency range apply special requirements to the characteristics of measuring tools as well as to the techniques of their testing and calibration. However, in practice, the electrodynamic calibration vibro-stands operating in the frequency range from 5 Hz to 20 kHz with the amplitude up to several tens of m/s2 got widespread use. The paper considers special aspects of calibration methodology of inductive and piezoelectric accelerometers by rotating the sensitive axis of the tested device in the earth’s gravitational field, gives the examples of tools and testing techniques by other methods using electrodynamic, mechanical, and hydraulic vibro-stands. The authors analyzed the advantages and disadvantages of the testing and calibration methodology under consideration compared to the analogous ones; described the design and operation of calibration stand based on the rotation of sensitive axis of tested device in the earth’s gravitational field; gave the formulas to calculate incoming acceleration acting along the sensitive axis of the device. For this reason, the authors proposed the stand’s kinematic diagram, the mathematical model of calibration methodology in the form of a structural diagram. The paper presents the experimental data of the tested device: the sensor’s amplitude-frequency response characteristic and phase-frequency characteristic. The authors compared the experimental data with the data obtained from the mathematical model of the calibration process.
Существующие на сегодняшний день средства и методы вибрационных испытаний находят свое применение во многих областях науки и техники, особенно в приборостроении, где требуется испытательное или калибровочное воздействие на испытуемый прибор или детали узлов машин. При инженерно-сейсмологических исследованиях для мониторинга технического состояния и изучения характеристик сооружений и конструкций наибольшее применение получили измерительные приборы - сейсмоакселерометры с пределами измеряемых ускорений от 10-3 м/с2 до нескольких м/с2, характеризующиеся диапазоном измеряемых частот от 0,1 до 100 Гц. Изменение вибраций этого диапазона частот предъявляет особые требования к характеристикам средств измерений, а также к методам их испытаний и калибровки. Однако на практике наибольшее распространение получили электродинамические калибровочные вибростенды, работающие в частотном диапазоне от 5 Гц до 20 кГц с амплитудой до нескольких десятков м/с2. В статье рассмотрены особенности методики калибровки индукционных и пьезоэлектрических акселерометров путем поворота оси чувствительности испытуемого прибора в гравитационном поле Земли, приведены примеры средств и методов испытаний иными способами на электродинамических, механических и гидравлических вибростендах. Проанализированы достоинства и недостатки рассматриваемой методики испытаний и калибровки по сравнению с аналогичными. Описана конструкция и работа калибровочного стенда, основанная на повороте оси чувствительности испытуемого прибора в гравитационном поле Земли; приведены формулы для расчета входного ускорения, действующего вдоль оси чувствительности прибора. На основании этого предложена кинематическая схема стенда, математическая модель методики калибровки в виде структурной схемы. В статье представлены экспериментально полученные данные испытуемого прибора: амплитудно-частотная характеристика и фазо-частотная характеристика датчика. Проведено сравнение экспериментальных данных с данными, полученными из математической модели процесса калибровки.