Низкочастотный вибростенд для калибровки пьезодатчиков
LOW-FREQUENCY VIBRATION STAND FOR CALIBRATING PIEZOELECTRIC SENSORS

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.
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.
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.
Задачей изобретения является разработка низкочастотного  вибростенда для калибровки пьезодатчиков, в котором устранены недостатки прототипа.
Техническим результатом является повышение достоверности результатов за счет изменения  конструкции крепления испытуемых объектов к калибровочному вибростенду.
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.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1а, 1б изображен калибровочный вибростенд, на фиг. 2 - схема реализации заявляемого устройства.
Цифрами на чертежах обозначены:
1 - отрез трубы;
2 - металлическое кольцо;
3 - винт;
4- гайка;
5 - стержень;
6 - массивное основание;
7 - цифро-аналоговый и аналогово-цифровой преобразователь (ЦАП-АЦП);
8 - усилитель звукового сигнала;
9 - электроакустический излучатель;
10 - вибростенд;
11 - калибруемый пьезодатчик;
12 - калибровочный пьезодатчик.
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.
Для пояснения работы низкочастотного вибростенда для калибровки пьезодатчиков на фиг.2 приведена схема реализации заявленного устройства.
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.
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.