2015-04-17
930
Методы измерения перемещений и параметров
Для определения размеров, перемещений, деформаций, частот и амплитуд колебаний можно использовать достаточно большое количество методов измерения, основанных на применении контактных и бесконтактных измерительных преобразователей.
Выбор типа первичного измерительного преобразователя определяется достаточно большим количеством факторов: диапазоном измеряемых величин, необходимой точностью измерений, допустимой продолжительностью измерений, практической возможностью использования контактного датчика той или иной конструкции, требованиями к виброустойчивости, надежности и т.д.
В табл. 1.1 показаны основные методы, которые используются при измерениях перемещений, деформаций и определении амплитудно-частотных характеристик испытуемых элементов конструкции ЛА.
Применение контактных методов измерения оправдано в тех случаях, когда имеются крупногабаритные объекты испытаний, где обеспечивается достаточная точность измерений. Если размеры и масса датчика превышают размеры и массу испытуемого объекта, то нарушается истинный режим испытаний, а при наличии соединительного кабеля искажается полезный сигнал. Преимущества бесконтактных измерителей вибрации заключаются в возможности проведения измерений с повышенной точностью в труднодоступных местах и в условиях высоких температур и агрессивных сред при наличии внешних электрических и магнитных полей.
|
|
|
Анализируя перечисленные методы измерения перемещений деформируемого образца или определения амплитудно-частотных характеристик испытуемого объекта, можно отметить, что часть методов и средств измерений, в принципе, нельзя использовать в условиях сложного тепломеханического нагружения и климатических воздействий. Благодаря совершенствованию и развитию измерительной техники некоторые средства можно использовать при повышенных температурах (до 500......1000 К), а ряд методов (бесконтактные методы) можно практически применять при любых силовых воздействиях и температурах, в том числе и высоких (до 1000...3000 К).
В последующих разделах рассмотрены более подробно некоторые из перечисленных методов и первичных средств измерения, некоторые в настоящее время считаются наиболее приемлемыми при проведении высокотемпературных испытаний элементов конструкции ЛА.
Таблица 1.1 – Основные методы измерения перемещений и параметров колебательно процесса при испытаниях ЛА
| Методы измерения и оборудования | Физическое явление или процесс, заложенный в основе методов измерения | Техническая характеристика методов и средств измерения; рабочие диапазоны измерений |
| I. Механический метод 1. Механический индикатор-виброграф (виброщуп) | Колебания объекта измерения воспринимаются механическим щупом непосредственно или в виде увеличенной рычажной системы и записываются пером на движущейся ленте. | Приборы, работающие по данному принципу, называются вибрографами. Они позволяют регистрировать вибрационные смещения от 10 до 20000 мкм и частоты колебания от 15 до 300 Гц. Такие приборы не требуют предварительной подготовки объекта и позволяют производить замеры в труднодоступных местах. |
| 2. Язычковый частотомер | Основан на принципе резонанса ряда стальных упругих пластин, различной длины, укрепленных на общем основании. Если частота собственных колебаний одной из пластин становится близкой к частоте измеряемого колебания, то при этом наступают резонансные колебания этой пластины, что легко увидеть по их увеличенного размаху. Можно использовать и одну упругую пластинку с перемещающимся по ее длине грузиком. | Частотный диапазон язычковых частотомеров 40...60 Гц. Прибор, использующий принцип резонансных колебаний пластинки с передвижным грузиком, называется виброметром. Виброметр предназначен для измерения частоты, амплитуды и фазы механических колебаний. Приборы такого типа измеряют амплитуды колебаний 0.01...0.25 мм. Недостаткомтаких приборов является то, что они не реагируют на нестационарные колебания. |
| 3. Механический тензометр | Принцип действия основан на масштабном преобразовании деформаций с помощью механической передачи до величины, удобной для регистрации. Используются рычажные и рычажно-зубчатые передачи. | Датчики такого типа используются для предварительной оценки распределения деформаций на объекте. Индикатор часового типа имеет пределы измерения 3; 5; 10; 25 мм с погрешностью измерения 10...20 мкм и инерционностью 1 с; пределы измерения рычажно- зубчатой головки ±(50; 60; 100) мкм с погрешностью 1...2 мкм и инерционностью 1 с; пределы измерения пружинной головки ±(15; 30; 50) мкм с погрешностью 0,5...1 мкм и инерционностью 1 с; пределы измерения оптической головки ±(12; 25; 100)мкм с погрешностью 0,1...0,2 мкм и инерционностью 2 с. Используются при нормальных температурах испытаниях. |
| 4. Струнный преобразователь | Принцип действия основан на фиксировании изменения частоты собственных колебаний струны при деформации объекта. Струна связана с объектом исследования, ипри деформации объекта изменяется собственная частота колебания струны, по этому изменению и определяют деформацию объекта. | Струнные тензометры используют для измерения как статических, так и динамических деформаций. Они обладают высокой чувствительностью и применяются для измерения малых перемещений (точность измерения -десятые и сотые доли процента), дают возможность передачи сигнала на большие расстояния;сильно зависят от температуры. Для измерения частот ≤1000 Гц применяются струны из бронзы; для получения высоких частот (5...7 кГц и выше) применяют вольфрамовые сплавы. |
| II. Электрический метод 1.Пьезоэлек трические преобразователи | Электрические тензометры и виброизмерительные приборы состоят из первичного измерительного преобразователя, усилителя, измерительного устройства и источника питания. Преобразователь является неотъемлемым устройством измерительной системы, обеспечивающей восприятие параметра механического воздействия (смещения, скорости, ускорения) и преобразование его в электрическую величину. Действие таких преобразователей основано на использовании прямого пьезоэффекта, т.е. свойств некоторых материалов (пьезоэлектриков),генерировать зарядна гранях деформируемого кристалла, под действием приложенных к ним механических сил. | Применяются для измерения динамических и статических нагрузок. Пьезоэлектрические преобразователи ускорения используются в диапазоне частот до 10 кГц и выше. На режим их работы на низках частотах оказывает влияние конструкция преобразователя, применяемый усилитель, качество монтажа. Диапазон рабочих температур от -50 до +400ºС. Погрешность таких преобразователей ±(1 - 3)% верхнего значения диапазона измерения. Обладают высокой чувствительностью. Типы отечественных датчиков: ИС-70; 2ПА-2; Д-14; Д-19; Д-28 и т.д. Предельные измеряемые ускорения свыше 50000 м/с2. |
| 2. Индукционные преобразователи (электродинамические) | Действие преобразователей основано на использовании явления электромагнитной индукции, т.е. на возникновении электродвижущей силы в электрической катушке при изменении магнитного поля. Индуцированная ЭДС пропорциональна скорости перемещения магнитного потока. | Используются для измерения виброперемещений, виброускорений и виброскорости. Обычно нижний предел по частоте 10 Гц, верхний предал ~ 1000 Гц для преобразователя с подвижной обмоткой. Измеряемые виброскорости находятся в пределах 0,1...100 мм/с. Отдельные конструкции датчиков позволяют измерять перемещения до 12 мм, а в отдельных случаях до 150 мм. Диапазон возможных рабочих температур от -54 до +370°С для зарубежных образцов. Обладают простотой изготовления и высокой чувствительностью. Типы: И001; И002; ВБП-3; СГКД; ВДК-2. |
| 3. Индуктивные преобразователи | Действие основано на изменении индуктивности системы измерения в функции перемещения одного его элемента: а) с переменной величиной зазора; б) с переменной площадью зазора; в) соленоидного типа с подвижным сердечником. | Индуктивные преобразователи виброперемещений выпускаются для измерения перемещений от ±0,1 до ±300 мм. Индуктивные преобразователи виброускорения с поперечным перемещением якоря имеют очень малые размеры. Максимальные ускорения составляют приблизительно 250 g в диапазоне частот 0...10000 Гц, диапазон перемещений до 1 мм. Обладают высокой чувствительностью и простотой конструкции, реагируют на изменение величины воздушного зазора порядка 0,1...0,5 мк. Датчики соленоидного типа позволяют измерять перемещения до 2000 мм. Диапазон температур от -20 до +100°С. Типы: ДИ-1М; ДИ-12М; ДИ-ЗМ; МВ-2. |
| 4. Трансформаторные преобразователи | Основаны на том, что входное перемещение изменяет величину индуктивной связи между двумя системами обмоток, одна из которых питается переменным током, другая является выходной. | Предназначены для исследования колебательных процессов средней и низкой частоты. Могут применяться при повышенных температурах и измерять малые перемещения от 1 до 1000 мкм. Типы: ЦКТИ 42/65; 42/45; 26/65. |
| 5. Магнитоупругие преобразователи | В основу построения магнитоупругих датчиков положено свойство ферромагнитных тел изменять магнитную проницаемость под действием создаваемых в них механических напряжений. | В качестве ферромагнитных материалов обычно используют сплавы железа и никеля (пермаллой). Такие магнитоупругие датчики предназначены для измерения как малых перемещений при статических нагрузках, так и вибрационных параметров при воздействии сравнительно больших усилий и давлений. Диапазон измерения от 100 Н до крайне высоких усилий. Частотный диапазон 0...103 Гц. Такие датчики применяются, когда повышенные погрешности по сравнению с тензометрическими чувствительными элементами не имеют первостепенного значения. |
| 6. Резисторные преобразователи | Принцип работы основан на изменении сопротивления от приложенных внешних механических сил. Различают следующие типы датчиков омического сопротивления: 1. Контактные преобразователи основаны на замыкании пли размыкании контактов, управляющих электрической цепью. 2. Тензолитовые преобразователи основаны на использовании зависимости сопротивления электролитическойячейки от состава и концентрации электролита и геометрических размеров ячейки. 3. Реостатные преобразователи основаны на перемещении движка реостата от механического воздействия измеряемого параметра. Выходной величиной является активное сопротивление электрической цепи. 4. Тензорезистивные преобразователи основаны на использовании тензоэффекта, когда под действием приложенной механической силы проводниковые й полупроводниковые материалы изменяют удельную электрическую проводимость. 5.Электронно-механические преобразователи основаны на изменении характеристик электронных и ионных ламп при относительном перемещении их электродов. 6. Ионизационные (радиоактивные) преобразователи основаны на возникновении ионизационного тока между двумя электродами, помещенными в небольшой камере, за счет ионизации газовой среды лучами радиоактивных веществ (α, β и γ лучей), а также рентгеновских лучей. Величина ионизационноготока зависит от: напряжения на электродах, подвижности ионов, плотности и состава газовой среды, формы и габаритных размеров камеры и электродов, свойств ионизатора. Сохраняя постоянными ряд факторов, выделяют один переменный фактор, который зависит от измеряемой неэлектрической величины, характеризующей процесс нагружения. 7. Магнитоомические преобразователи основаны на изменении омического сопротивления некоторых материалов в магнитном поле. Например, висмут изменяет свое сопротивление в зависимости от его расположения в однородном магнитном поле. 8. Преобразователи, использующие эффект Холла, основаны на использовании возникновения ЭДС Холла на преобразователе с током, помещенным в магнитное поле. Как правило, используют проводники с электронной проводимостью, поскольку они имеют значительно большуюподвижность носителей заряда, чем полупроводники с дырочной проводимостью. | Погрешность срабатывания контактных преобразователей 1...2 мкм при мощности в электрической цепи 50...100 МВт. Тензолитовые датчики характеризуются простотой и возможностью протекания через них больших токов. Очень чувствительны кизменению температуры окружающей среды. Частотный диапазон таких преобразователей 500...700 Гц. Диапазон измерения линейных перемещений реостатными преобразователями 0,1...60 мм, погрешность от нелинейности характеристики 0,1...0,3%, частотный диапазон зависит от параметров механических преобразователей, включенных перед потенциометром, и в общем случае составляет для линейных измерений 5 Гц, для угловых - до 1000 Гц. Чувствительность таких преобразователей определяется тензочувствительностью материала, свойствами подложки и клея, влажностью и температурой окружающей среды и самой конструкцией тензорезистора. Бывают проволочные, фольговые и полупроводниковые тен-зорезисторы. Частотный диапазон 0...100 Гц. Диапазон измерения перемещений 5 мкм...5 мм. Диапазон рабочих температур для проволочных тензорезисторов составляет от -180°С до +450°C в зависимости от типа датчика. Типы датчиков: ПКБ-3-50; КБ-10-100; ХБ-20-200 НП; НФЦ15-10-200; НМП-430М. Фольговые тензорезисторы: диапазон рабочих температур от -40 до +200°С. Типы: 2ФКПА; ЗФКТК. Проволочные и фольговые тензорезисторы используют для низко- и среднечастотных испытаний. Тензорезисторы на полупроводниках (кремний, германий) обладают высокой чувствительностью, химически инертны и выдерживают нагрев до 400...500°С, но имеют малую механическую прочность. Типы: КТЭ, КТД, Ю-б, Ю-12. Погрешность таких датчиков вызвана нестабильностью источников питания, старением катодов, механическими деформациями электродов при сотрясениях, а также нестабильностями теплового и механического происхождения. Диапазон измеряемых перемещений от ±25 мкм до ±1000 мкм. Типы отечественных датчиков: 6МХ1С; 6МХ2Б; 6МХ5П. В основном применяются для измерения малых перемещений, так как механическое перемещение одного из электродов датчика на 1 мк усиливается в 15000 раз. Порог чувствительности такого устройства составляет (2-3)х10-6 см. Использование в измерительных схемах двух ионизационных сопротивлений позволяет исключить влияние внешних факторов и поляризации. Погрешности таких датчиков определяются влиянием температуры на сопротивление рабочего проводника и на величину чувствительности материала к магнитному полю. Максимально допустимые температуры 150°С. Основными материалами, используемыми для преобразователей Холла, являются германий, кремний, антимонид индия, арсенид индия, арсенидфосфид индия, арсенид галлия и селанид ртути. Диапазон рабочих температур изменяется от -196°С до +200°С. Типы датчиков: Х212, Х221, ЭХК-7С. |
| 7. Емкостные преобразователи | Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от механических перемещений за счет изменения расстояния между пластинами, изменения площади перекрытия пластин или диэлектрической проницаемости диэлектрика конденсатора. | Преобразователи, работающие по изменению расстояния или диэлектрической проницаемости, используются в основном при перемещениях менее 1 мм. Причем первые имеют частотный диапазон 0…105Гц, вторые - 0...104 Гц. Преобразователи с изменяемой площадью позволяют измерять перемещения от 1 мм до нескольких сантиметров, частотный диапазон 0...104 Гц. Для таких датчиков требуется стабилизация температурного режима, защита от влаги, пыли и других влияний окружающей среды. |
| 8. Вихревые преобразователи | Измерение параметров вибраций методом вихревых токов основано на регистрации изменений электромагнитного поля в зависимости от зазора между возбуждающей вихревые токи электрической катушкой и электропроводящей поверхностью изделия. | Метод практически безынерционный, частотный диапазон - от нуля до сотен килогерц. Диапазон измерения амплитуд находится в, пределах от нанометров до миллиметров. Метод позволяет проводить контроль при удалении преобразователя от регистраторов на сотни метров без механической связи преобразователя и объекта. Этот метод позволяет регистрировать одновременно вибрационные и статические перемещения объектов. Максимальная погрешность измерения амплитуд не превышает 10% от измеряемой величины. |
| 9. Преобразователи резонансного поглощениягамма-квантов | Метод основан на резонансном поглощении гамма-квантов без отдачи, т.е. на эффекте Мессбауэра. Эффектгамма-резонанса возникает в двух одинаковых кристаллах, расположенных на некотором расстоянии один от другого. Изменение энергии гамма-квантов происходит при движении источника излучения относительно неподвижного кристалла-поглотителя за счет эффекта Доплера. | Преобразователи на резонансном поглощении гамма-квантов имеют исключительно малые размеры и позволяют измерять скорости объектовпри очень малых амплитудах перемещений, достигающих 10-4 мм в температурном диапазоне от -200 до +600°С. Частотный диапазон 1 Гц...100 кГц. Рабочий диапазон давлений лежит 104...1010 Па. Съем информации ведется бесконтактным методом. Значение определяемых амплитуд перемещений зависит от частоты колебания следующим образом: при частотах 103 Гц диапазон измеряемых амплитуд 0,016...0,8 мкм; при частотах 104 Гц - 0,0016...0,08 мкм, при частотах 105 Гц - 0,0002...0,008 мкм. Установки, действие которых основано на использовании ядерного гамма-резонанса, позволяют измерять малые уровни параметров вибрации: амплитуды скорости в диапазоне 0,05...500 мм/с, амплитудаперемещения 10-5… 103 мкм в частотном диапазоне 1...20000 Гц. Погрешность измерения параметров вибрации 10…1%. |
| III. Оптический метод 1. Микроскопические приборы (катетометр) | Метод основан на использовании оптического луча для преобразования смещений и частот колебания испытуемого объекта в удобную для регистрации величину. Принцип работы основан на сравнении измеряемой длины (расстояния между двумя точками объекта) с миллиметровой шкалой прибора путем последовательного визирования зрительной трубы на начало и конец измеряемого отрезка. | Приборы, работающие по данному принципу, называются катетометрами и калимационными трубами. При помощи катетометров можно измерять амплитуды колебаний объекта в диапазоне 0...500 мм. Расстояние от катетометра до испытуемого объекта достигает 1,5...2 м. Погрешность измерения - максимальная ±0,03 мм. Температурный диапазон практически ограничивается лишь возможностями человеческого глаза фиксировать нагретые тела и может достигать 900...1000°С. |
| 2. Мерный клин | Его действие основано на использовании стробоскопического эффекта. При вибрациях с частотами выше 8 Гц четко видны точки пересечения крайних положений клина, по которым рассчитывается величина амплитуды колебаний. | Мерный клин применяется в основном для измерения прямолинейной вибрации, для не очень точного, но простого и быстрого измерения перемещения. Частота колебаний обычно составляет 8...10 Гц. Измеряемые смещения при этом составляют 500...3000 мкм. Используется при нормальных температурах. |
| 3. Метод растра и муара | Основан на появлении чередующихся темных и светлых полос при наложении одной на другую двух пластин и их подсвечивании. | Данный метод применяют для измерения деформаций больших поверхностей и при повышенных температурах. |
| 4.Фотоэлектрический (фототеневой) метод | Основан на использовании теневого эффекта, когда луч света наводится на перемещающийся объект, а прошедший пучок света регистрируется фоторезистором. | Использование данного метода возможно как при статических, так и при динамических нагружениях. Обладает высокой точностью и чувствительностью. Диапазон по температурам, при которых проводятся испытания, порядка 3000 К. |
| 5. Фотометрический метод | Исследуемый деформируемый участок объекта фотографируется до нагружения и после. | Данный метод применяется, в основном, для статических испытаний. Диапазон измеряемых перемещений находится от 0 - 100 мм,погрешность измерения ±(2 - 2,5)%. Используется при температурах до 600°С. |
| 6. Интерферометрический метод | Основан на сложении двух световых потоков, излучаемых лазером, один из которых проходит постоянный путь, а второй - путь, зависящий от измеряемого расстояния. Сложение потоков приводит к усилению или ослаблению суммарного потока в зависимости от измеряемого расстояния. | Интерферометры применяются при измерениях перемещений от долей микрометра до метра. При перемещениях до 1 м погрешность составляет 0,1...1 мкм. Этот метод применяется при высоких частотах и весьма малых амплитудах, измеряемых десятыми долями микрона. Квантовые интерферометры позволяют регистрировать частоты 200 кГц, соответствующие амплитуде вибрации мембраны, равной 103 мкм. Пределы измерения амплитуды по методу счета периодов колебаний составляют 5...100 мкм, погрешность 0,1...0,3 мкм. Предел измерения амплитуд вибраций методом счета исчезновения интерференционной картины составляет 0,1...0,5 мкм в диапазоне частот 50...1000 Гц; погрешность 3...5%. Фотоэлектрический метод измерения с применением узкополостного фильтра позволяет определять вибрацию до частот 20000 Гц с амплитудами 0,1...1,0 мкм, погрешность измерения 2…5% Пределы измерения методом осциллографирования ограничиваются диапазоном 0,3 мкм при частотах 1...30 кГц с погрешностью измерения, не превышающей 1% для нижнего предела, а для верхнего - 0,05%. Приборы: ДИП-2, ФОУ-1, 1750 ЛИМП; ЛИУ-2. |
| 7. Модуляционные виброметры | При колебании одного из зеркал резонатора оптического квантового генератора изменяется мощность и частота излучения квантового генератора. На этом принципе основано действие модуляционных виброметров. | Пределы измерения зависят от частоты вибрации: на частоте 100 Гц амплитуда перемещения составляет 316 мкм на частоте 1000 Гц - 30 мкм, на частоте 10 кГц - 6,3 мкм. Максимальная абсолютная погрешность равна 0,3 мкм. |
| 8. Измерители, использующие пространственную модуляцию света | Работа измерителей параметров вибрации с использованием позиционно-чувствительных фотоприемников основана, на использовании эффекта чувствительности фотокатодов вакуумныхи полупроводниковых приборов к координатам падающего на них оптического излучения ОКТ. | К этой группе приборов относятся устройства, действие которых основано на использовании неравномерного распределения интенсивности луча лазера по сечению. Диапазон измеряемых перемещений от 1 мкм до 5 мм при частотахколебания 0,5...2000 Гц. Относительная погрешностьизмерения,сучетомвнешнихвозмущающихфакторов5 %, Типприбора: ОВ-10Б. |
| 9. Измерители, основанные на использовании эффекта Доплера | Эффект Доплера заключается в изменении частоты излучения, наблюдаемого при движении источника излучения относительно приемника. Для измерения перемещений объекта используют доплеровский сдвиг излучения, рассеянного поверхностью этого объекта, с применением приемов оптического гетеродинирования. | Виброметры с изменяемыми частотными диапазонами, позволяют измерять амплитуда малых гармонических и случайных колебаний в пределах от 10-2 мкм до 10 см в диапазоне частот 0...100 кГц. Измеритель малых скоростей перемещения диффузно отражающих поверхностей позволяет производить измерения скорости порядка 0,1 мкм/с при времени измерения 1 с. Предел измерения скорости - 0,07 мкм/с. |
| 10. Стробоскопический метод | Стробоскопический эффект достигается за счет того, что исследуемый объект при гармонических колебаниях высвечивается лишь в моменты прохождения этим объектом одной и той же точки траектории своего движения. | Приборы, применяемые для регистрации частот гармонических колебаний при использовании данного эффекта, называются стробоскопами. Применение стробоскопов особенно целесообразно при испытаниях объектов, нагретых до высоких температур (2000...3000°С). |
| 11. Голографический метод | Суть метода заключается в следующем. Если поместить голограмму на то же самое место, где она экспонировалась, то можно получить две волны: идущую непосредственно от объекта и восстановленную голограммой. Если теперь изменить положение предмета или деформировать его, то в рассеянном предметом волновом фронте произойдут изменения. | Голографическая интерферометрия позволяет исследовать предметы неправильной формы и даже диффузно-отражающие. Интерференционная картина будет определяться только теми изменениями, которые произошли с объектом. Голографическая интерферометрия позволяет исследовать динамику происходящих с объектом изменений в реальном масштабе времени либо фиксирует эти изменения в произвольный момент времени; она используется также при исследовании быстродвижущихся объектов и быстропротекающих явлений. |
| IV. Радиоволновый метод | 1. Сущность метода измерения деформаций заключается в том, что электромагнитная волна сантиметрового диапазона через длинный металлический волновод вводится в резонатор, размеры которого меняются при деформации образца. 2.Исследование параметров колебательного процесса с использованием радиоволнового метода основано на отражении электромагнитных волн радиодиапазона от вибрирующей поверхности испытуемого объекта. | Чувствительность подобных систем весьма высока - от долей до единиц микрометров. Однако необходимо следить за температурными влияниями. Резонаторы применяются при испытаниях образцов с высокими температурами. Радиоволновый метод используется при повышенных температурах. Амплитуды вибраций можно измерять до 10-2 мкм при использовании миллиметровых волк. Диапазон частот измеряемых вибраций от 1 Гц до сотен килогерц. |
| V. Акустический метод | 1.Измерение деформаций акустическим методом основано на регистрации изменения амплитуда и фазы пропущенной или отраженной акустической волны от местного гидравлического сопротивления. 2.Акустический метод измерения вибрации основан на использовании зависимости вибрационной скорости исследуемого объекта от звукового давления и акустической жесткости используемой измерительной системы. З.Интерферометрический акустический метод основан на создании интерференционной картины падающей и отраженной ультразвуковых волн. Источник излучения ультразвуковых волн работает при этом в гармоническом режиме. 4.Локационные акустические метода основаны на локации исследуемого вибрирующего объекта ультразвуковым лучом бегущей волны от неподвижного излучателя ультразвука, расположенного вне объекта. | Акустический метод может использоваться при температурах до 1000°С. Диапазон перемещения составляет от 0 до 1 мм, погрешность составляет 0,5%, при пороге чувствительности 2 мкм. Определение скорости объекта производится измерением звукового давления, развивающегося в плотно прижатом к объекту звукопроводе, посредством специального установленного в нем микрофона. Частотный диапазон составляет 100...6000 Гц. Применение метода ограничивается необходимостью установки излучателя вблизи поверхности исследуемого объекта, зависимостью показаний от расстояния между излучателем и отражателем, от коэффициента отражения, формы отражателя. Применяется при измерении малых виброперемещений, и частотный диапазон исследуемых вибраций практически не ограничивается. Диапазон перемещений измеряемых фазовым методом определяется, в основном, длиной ультра звуковой волны λ и пределами фазоизмерительного устройства и лежит в диапазоне от единиц микрометров до сотен миллиметров. Частотный диапазон сверху ограничен частотой несущих колебаний ультразвука. Ультразвуковые виброизмерительные устройства имеют частотный диапазон от 0 до 1000 Гц. |
| VI. Пневматический метод | Основан на изменении расхода воздуха через измерительное сопло. Измерение перепада давления на измерительном сопле соответствует деформации испытуемого объекта. | Пределы изменения перемещений 0,2...250 мкм. Бесконтактный пневматический метод измерения применяется при повышенных температурах объекта испытаний. |
| VII. Киносъемочный метод | Если исследуемый процесс снимать скоростной киносъемкой, а проектирование производить с нормальной. скоростью (16 кадров в секунду), то можно наблюдать снятую картину с, замедлением до 500 раз. | Скоростные киносъемочные камеры предназначены для исследования фотографическим методом быстродвижущихся объектов. Температура объекта практически может быть любой. После съемки можно производить покадровое исследование, т.е. с высокой точностью делать пространственно-временные измерения. |
| VIII. Рентгеновский метод | Основан на явлении интерференции рентгеновских лучей, проходящих через кристаллическую решетку исследуемого образца. | |
| IX. Метод хрупких покрытий | Основан на эффекте образования трещин в покрытии под действием внешних нагрузок. | |
| X. Метод гальванических покрытий | Основан на образовании темных пятен на медном гальваническом покрытий, нанесенном на исследуемый объект, которые и определяют значения напряжения. | |
| XI. Метод оптически активных (фотоупругих) покрытий | Основан на использовании измерения разности хода лучей в покрытии, т.е. использования явления двойного лучепреломления в прозрачных материалах под действием механических нагрузок. | Для точных измерений разности хода в точках покрытия используют отражательные полярископы микроскопического типа ОПМ-ИМ. Точность определения координат исследуемой точки составляет 0,1 мм, точность измерения толщины покрытия 0,002 мм (в диапазоне толщин 0...2,5 мм). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
