МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ ВІБРОЗМІЩЕННЯ ЄМНІСНИМ СЕНСОРОМ В ЧАСОВИЙ ІНТЕРВАЛ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-173-2-6-13Ключові слова:
ємнісний сенсор, віброзміщення, функція перетворення, чутливість, вимірювальний параметричний перетворювач, математична модельАнотація
Згідно з міжнародним досвідом проведення досліджень для кожної групи машин від 15 кВт до
500 МВт подано гранично допустимі нормовані значення віброзміщення, відповідного їхньому вібраційному стану. Сформульовано актуальність визначення характеру сигналу вібрації і вибору відповідних інструментів для його оцінювання.
Проведено аналіз послідовності перетворення значення віброзміщення у величину вихідної напруги ємнісним сенсором і встановлено, що особливістю такого перетворювача є довге вимірювальне коло, а отже, і більша похибка порівняно з безпосереднім вимірювальним перетворенням віброзміщення в часовий інтервал.
Запропоновано структурну схему та математичну модель вимірювального перетворення значення віброзміщення у величину ємності конденсатора. Отримано аналітичну та графічну залежності ємності параметричного сенсора від переміщення пластин під дією віброзміщення в обґрунтованому діапазоні їхньої можливої зміни від 20 до 120 мкм. Встановлено, що у такому діапазоні зміни віброзміщення, ємність конденсатора змінюється в межах від 3 до 18 нФ.
Отримано математичну модель вимірювального перетворення величини віброзміщення в часовий інтервал та наведено графічну залежність тривалості часового інтервалу від зміни переміщення пластин під дією віброзміщення у встановленому діапазоні руху пластин конденсатора від 20 до 120 мкм. Показано, що значення часового інтервалу в цьому діапазоні від 100 до 320 мкс.
Запропоновано схему ємнісного вимірювального перетворювача віброзміщення в часовий інтервал та часові діаграми, що пояснюють принцип його дії. Показано, що під час подальшого вимірювального перетворення величини часового інтервалу у двійковий код можна забезпечити значення похибки квантування, яка не перевищує 0,1 %. Близькою до цієї величини є і похибка від зони нечутливості компаратора.
Застосування такого підходу дозволить формалізувати проведення подальших досліджень вимірювальних каналів цифрових систем вібромоніторингу електромеханічних систем і комплексів.
Посилання
В. В. Кухарчук, та ін., Моніторинг, діагностування та прогнозування вібраційного стану гідроагрегатів, моногр. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2014, 169 с.
M. H. M. Ghazali, and W. Rahiman, “Vibration Analysis for Machine Monitoring and Diagnosis,” A Systematic Review Hindawi, Shock and Vibration, vol. 2021, Article ID 9469318, 25 p. https://doi.org/10.1155/2021/9469318 .
ДСТУ ГОСТ ИСО 10816-3:2014 Вібрація. Контролювання стану машин за результатами вимірювання вібрації на необертових частинах. Частина 3. Промислові машини номінальною потужністю більше ніж 15 кВт і номінальною швидкістю від 120 хв-1 до 15000 хв-1 (ГОСТ ИСО 10816-3-2002, MOD; IDT).
С. Ш. Кацив, і В. В. Кухарчук, «Застосування вейвлет-перетворень в задачах моніторингу та вібродіагностування машин та обладнання,» Наукові праці ВНТУ, № 3, с. 12-18, 2009.
ADXL50AH Datasheet One Technology Way, P. O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
В. В. Кухарчук. Основи метрології та електричних вимірювань. Частина II, консп. лекцій. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2020, 154 с.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 42
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
