МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ ВІБРОЗМІЩЕННЯ ЄМНІСНИМ СЕНСОРОМ В ЧАСОВИЙ ІНТЕРВАЛ

Анотація

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.