[go: up one dir, main page]

RU2754238C1 - Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors - Google Patents

Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors Download PDF

Info

Publication number
RU2754238C1
RU2754238C1 RU2020133280A RU2020133280A RU2754238C1 RU 2754238 C1 RU2754238 C1 RU 2754238C1 RU 2020133280 A RU2020133280 A RU 2020133280A RU 2020133280 A RU2020133280 A RU 2020133280A RU 2754238 C1 RU2754238 C1 RU 2754238C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
calibration
piezoelectric sensors
low
frequency vibration
Prior art date
Application number
RU2020133280A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Кондратьев
Сергей Олегович Гапоненко
Вероника Евгеньевна Чанчина
Алик Альбертович Мукатдаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
Priority to RU2020133280A priority Critical patent/RU2754238C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754238C1 publication Critical patent/RU2754238C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measuring equipment and is intended for calibration of piezometric sensors, in particular, for creating a controlled impact on calibrated piezoelectric sensors. The stand includes a massive base, a system of four guiding rods. The guiding rods are connected with a metal ring, whereto a pipe section is attached by four screws, on two parallel threaded holes whereof two test objects are rigidly attached using two pins, wherein the pipe section is movable.EFFECT: technical result consists in increasing the accuracy of the results due to the change in the design of fastening of the test objects to the calibration vibration stand.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для калибровки пьезометрических датчиков, в частности для создания регулируемого воздействия на калибруемые пьезодатчики. Предложенное решение может найти применение в приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности, где требуется проверка изделий на стойкость к плоским и пространственным механическим воздействиям. The invention relates to measuring equipment and is intended for the calibration of piezometric sensors, in particular for creating a controlled effect on the calibrated piezoelectric sensors. The proposed solution can find application in instrumentation, mechanical engineering and other industries where it is required to test products for resistance to flat and spatial mechanical stress.

Прототипом является многонаправленный испытательный вибростенд (патент РФ №178307 от 29.03.2018, МПК G01M 7/02), включающий пластину и массивное основание, отличающийся тем, что пластина, на которой крепится объект испытаний с помощью магнита, является подвижной и параллельно соединяется с массивным основанием системой упругих направляющих, состоящей из четырех направляющих стержней, на которых размещены восемь одинаковых пружин.The prototype is a multidirectional test shaker (RF patent No. 178307 dated 03/29/2018, IPC G01M 7/02), which includes a plate and a massive base, characterized in that the plate on which the test object is attached with a magnet is movable and is connected in parallel with a massive the base is a system of elastic guides, consisting of four guide rods, on which eight identical springs are placed.

К недостаткам прототипа можно отнести недостаточно высокую достоверность результатов измерений, ввиду несовершенства механизма крепления калибруемого и калибровочного датчиков, а именно крепления датчиков на пластину, которая, в свою очередь, подвержена влиянию собственных колебаний вибростенда.The disadvantages of the prototype include the insufficiently high reliability of the measurement results, due to the imperfection of the fastening mechanism of the calibrated and calibration sensors, namely, the attachment of the sensors to the plate, which, in turn, is subject to the influence of natural vibrations of the shaker.

Задачей изобретения является разработка низкочастотного вибростенда для калибровки пьезодатчиков, в котором устранены недостатки прототипа. The objective of the invention is to develop a low-frequency shaker for calibrating piezoelectric sensors, which eliminates the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом является повышение достоверности результатов за счет изменения конструкции крепления испытуемых объектов к калибровочному вибростенду. The technical result is to increase the reliability of the results by changing the design of the attachment of the test objects to the calibration shaker.

Технический результат достигается тем, что низкочастотный вибростенд для калибровки пьезодатчиков, включающий массивное основание, систему из четырех направляющих стержней, согласно предлагаемому изобретению, направляющие стержни соединены металлическим кольцом, к которому с помощью четырех винтов крепится отрез трубы, на двух параллельных резьбовых отверстиях которого жёстко крепятся два объекта испытаний с помощью двух шпилек, при этом отрез трубы является подвижным.The technical result is achieved by the fact that a low-frequency vibration stand for calibration of piezoelectric sensors, including a massive base, a system of four guide rods, according to the invention, the guide rods are connected by a metal ring, to which a pipe section is attached with four screws, on two parallel threaded holes of which are rigidly attached two test objects using two pins, while the pipe section is movable.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1а, 1б изображен калибровочный вибростенд, на фиг. 2 - схема реализации заявляемого устройства. The essence of the invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1a, 1b shows a calibration shaker, Fig. 2 is a diagram of the implementation of the inventive device.

Цифрами на чертежах обозначены: The numbers in the drawings indicate:

1 - отрез трубы; 1 - pipe cut;

2 - металлическое кольцо; 2 - metal ring;

3 - винт; 3 - screw;

4- гайка; 4- nut;

5 - стержень; 5 - rod;

6 - массивное основание; 6 - massive base;

7 - цифро-аналоговый и аналогово-цифровой преобразователь (ЦАП-АЦП);7 - digital-to-analog and analog-to-digital converter (DAC-ADC);

8 - усилитель звукового сигнала; 8 - audio signal amplifier;

9 - электроакустический излучатель; 9 - electroacoustic emitter;

10 - вибростенд;10 - shaker;

11 - калибруемый пьезодатчик; 11 - calibrated piezoelectric sensor;

12 - калибровочный пьезодатчик.12 - calibration piezoelectric sensor.

Низкочастотный вибростенд для калибровки пьезодатчиков состоит из механизма крепления отреза трубы 1, представляющего собой металлическое кольцо 2 с четырьмя винтами 3 и четырьмя гайками 4, системы направляющих, состоящей из четырех стержней 5, жестко прикрепленных к массивному основанию 6. A low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors consists of a mechanism for securing a pipe cut 1, which is a metal ring 2 with four screws 3 and four nuts 4, a system of guides consisting of four rods 5 rigidly attached to a massive base 6.

Для пояснения работы низкочастотного вибростенда для калибровки пьезодатчиков на фиг.2 приведена схема реализации заявленного устройства. To explain the operation of a low-frequency shaker for calibrating piezoelectric sensors, figure 2 shows a diagram of the implementation of the claimed device.

Калибруемый 10 и калибровочный 11 датчики устанавливаются на отрезе трубы 1, диаметр которой может доходить до 200 мм, с помощью двух шпилек, продетых в заранее подготовленные резьбовые отверстия, таким образом, чтобы они оказались параллельно друг другу и на одной высоте. Оси чувствительности датчиков 11 и 12 должны совпадать с направлением колебаний, возбуждаемых электроакустическим излучателем 7 с помощью контролируемого регулируемого воздействия, амплитуда и частота которого лежат в пределах соответствующих диапазонов датчиков. ЦАП-АЦП 9 имеет выход к персональному компьютеру (условно на чертеже не показан). Звуковая частота, генерируемая программой с возможностью регулировки частоты сигнала в широком диапазоне, установленной в персональном компьютере, проходит через ЦАП-АЦП 9 и подается в усилитель звукового сигнала 8 , который, в свою очередь, передает сигнал электроакустическому излучателю 7, помещенному на массивное основание 6 вибростенда. Стенкам отреза трубы 1, закрепленного с помощью механизма крепления, передаются колебания по оси чувствительности калибруемого датчика. Calibrated 10 and calibration 11 sensors are installed on a section of pipe 1, the diameter of which can be up to 200 mm, with the help of two studs threaded into the previously prepared threaded holes, so that they are parallel to each other and at the same height. The axes of sensitivity of the sensors 11 and 12 must coincide with the direction of the vibrations excited by the electro-acoustic emitter 7 using a controlled regulated action, the amplitude and frequency of which lie within the corresponding ranges of the sensors. DAC-ADC 9 has an output to a personal computer (conventionally not shown in the drawing). The audio frequency generated by the program with the ability to adjust the signal frequency in a wide range, set in a personal computer, passes through the DAC-ADC 9 and is fed to the audio signal amplifier 8, which, in turn, transmits the signal to the electro-acoustic emitter 7, placed on a massive base 6 shaker. Oscillations are transmitted to the walls of the pipe section 1, fixed by means of the fastening mechanism, along the axis of sensitivity of the sensor being calibrated.

Параметры колебаний отреза трубы 1 фиксируются калибровочным 11 и калибруемым 10 датчиками, выходной сигнал от которых через ЦАП-АЦП 9 направляется в персональный компьютер, в котором компьютерная программа определяет чувствительность датчиков 10 и 11 в рабочем диапазоне частот и амплитуд.The parameters of vibrations of the pipe cut 1 are recorded by the calibration 11 and calibrated 10 sensors, the output signal from which is sent through the DAC-ADC 9 to a personal computer, in which the computer program determines the sensitivity of the sensors 10 and 11 in the operating frequency and amplitude range.

Claims (1)

Низкочастотный вибростенд для калибровки пьезодатчиков, включающий массивное основание, систему из четырех направляющих стержней, отличающийся тем, что система из четырех направляющих стержней соединяется металлическим кольцом, к которому с помощью четырех винтов крепится отрез трубы, на двух параллельных резьбовых отверстиях которого жёстко крепятся два объекта испытаний с помощью двух шпилек, при этом отрез трубы является подвижным.Low-frequency vibration stand for calibration of piezoelectric sensors, including a massive base, a system of four guide rods, characterized in that the system of four guide rods is connected by a metal ring, to which a piece of pipe is attached with four screws, on two parallel threaded holes of which two test objects are rigidly attached with the help of two pins, while the pipe section is movable.
RU2020133280A 2020-10-09 2020-10-09 Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors RU2754238C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133280A RU2754238C1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133280A RU2754238C1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754238C1 true RU2754238C1 (en) 2021-08-30

Family

ID=77670013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133280A RU2754238C1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754238C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1303844A1 (en) * 1985-08-28 1987-04-15 Киевское Производственное Объединение "Веда" Method of calibration checking of equipment for measuring vibrations with piezoelectric transducer and calibrating piezoelectric element
SU1381385A1 (en) * 1986-03-24 1988-03-15 Предприятие П/Я Р-6542 Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers
US4848160A (en) * 1987-10-21 1989-07-18 M/Rad Corporation Multi-axis test fixture system
RU178307U1 (en) * 2017-07-31 2018-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" VIBROSTEND FOR CALIBRATING PIE-SENSORS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1303844A1 (en) * 1985-08-28 1987-04-15 Киевское Производственное Объединение "Веда" Method of calibration checking of equipment for measuring vibrations with piezoelectric transducer and calibrating piezoelectric element
SU1381385A1 (en) * 1986-03-24 1988-03-15 Предприятие П/Я Р-6542 Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers
US4848160A (en) * 1987-10-21 1989-07-18 M/Rad Corporation Multi-axis test fixture system
RU178307U1 (en) * 2017-07-31 2018-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" VIBROSTEND FOR CALIBRATING PIE-SENSORS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gaponenko et al. Device for calibration of piezoelectric sensors
US3830091A (en) Accelerometer comparator
RU2603787C1 (en) Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models
US2661622A (en) Electric vibration pick-up
RU2605668C1 (en) Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems
KR101030325B1 (en) Natural frequency measuring device for dynamic damper
RU2558678C1 (en) Test rig to study impact loads of vibration insulation systems
D'Emilia et al. Calibration of tri-axial MEMS accelerometers in the low-frequency range–Part 2: Uncertainty assessment
EP0501976A1 (en) Rheometer.
US3214969A (en) Apparatus for fatigue testing under random loads
RU2754238C1 (en) Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors
RU2665322C1 (en) Test bench for testing impact loads on vibration isolation systems
RU2642155C1 (en) Bench for models of vibration systems of ship engine room power plants vibro-acoustic tests
DK2707730T3 (en) Calibration of rotational accelerometers
RU178307U1 (en) VIBROSTEND FOR CALIBRATING PIE-SENSORS
CN205175696U (en) Measurement device for be used for aeroengine structure spare natural frequency
RU2605503C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
Keprt et al. The determination of uncertainty in the calibration of acoustic emission sensors
CN114111698A (en) Marine shafting dynamic test system calibration method
CN108061598B (en) Seismic model speed detection method
RU2643193C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
US2971364A (en) Apparatus and methods for calibrating motion transducers
Chen et al. Numerical simulation and dual experimental mapping of acoustic field generated by ultrasonic transducers
CN107091878B (en) Young modulus measuring instrument based on transient excitation
RU2619812C1 (en) Method of non-destructive testing of hidden defects in technically complex structural element which is not accessible and device for its implementation