18.2 Вибростенды /33,34,35/

Переносной вибростенд серии ВСВ-131М

Внесен в Государственный реестр средств измерений № 26696-04. Предназначен для поверки и калибровки вибрационной аппаратуры в промышленных условиях. Вибростенд серии ВСВ-131М воспроизводит колебания заданного размаха виброперемещения или заданного среднего квадратического значения (СКЗ) виброскорости. Стенд надежно защищен от внешних вибраций. Дает возможность калибровать виброаппаратуру в непосредственной близости от работающих агрегатов без съема кабелей и металлорукавов. Позволяет калибровать практически любую виброаппаратуру, выпускаемую для промышленности, в том числе - устаревших типов. Вибростенд серии ВСВ-131М прошел Государственные испытания и занесен в Государственный Реестр. Выпускается уже более 8 лет. Не менее 300 вибростендов серии ВСВ-131М успешно эксплуатируются на предприятиях энергетики, нефтяной и газовой промышленности. Имеется взрывозащищенное исполнение ВСВ-131Ex с питанием от аккамуляторов и маркировкой 1ExibsIIBT4.

Рисунок 18.22 - Вибростенд ВСВ –131Ех

Таблица 18.11- Краткие технические характеристики ВСВ - 131 Ех

Наименование параметра	Значение
Габариты	240x235x290 мм
Масса	12 кг
Максимальная масса калиб-руемых датчиков	до 1 кг
Амплитуда виброускорения	0,02 ... 10 м/с2
Амплитуда по СКЗ виброско-рости	0,1…70 мм/с
Амплитуда по размаху вибро-перемещения	10 ... 500 мкм
Частота воспроизведения виб-рации	45; 64; 79.6 Гц
Основная погрешность	менее 2%
Питание	220 В/50 Гц

НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ.

Вибростенд переносной серии ВСВ-131М (далее по тексту – вибростенд) предназначен для поверки виброаппаратуры газоперекачивающих агрегатов. Вибростенд переносной серии ВСВ-131М имеет две модификации исполнения – обычное (ВСВ-131) и взрывозащищенное (ВСВ-131Ех). Указанные исполнения имеют идентичные основные технические характеристики и отличаются тем, что во взрывозащищенном исполнении стенда применены специальные конструкторские и схемные решения, обеспечивающие требуемый уровень взрывозащиты. Для поставок в России вибростенд ВСВ-131Ех выполнен с видом взрывозащиты "искробезопасные электрические цепи" уровня "ib" по ГОСТ Р 51330.10-99 и специальным видом защиты "s" по ГОСТ 22782.3, имеет маркировку взрывозащиты "1ExibsIIBT4" и может применяться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно гл. 7.3 ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Для поставок в Украину вибростенд ВСВ-131Ех выполнен с видом взрывозащиты "искробезопасные электрические цепи" уровня "ib" по ГОСТ 22782.5-78 и специальным видом защиты "s" по ГОСТ 22782.3-77, имеет маркировку взрывозащиты "1ExibsIIBT4" и может применяться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно гл. 4 ПУЭ (Правила устройства электроустановок. Электрооборудование специальных установок. ДНАОП 0.00-1.32-01). Вибростенд воспроизводит колебания заданного размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и амплитудного значения виброускорения.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.

Основные технические характеристики вибростенда указаны в таблице 18.12.

Таблица 18.12 - Основные технические характеристики вибростенда

Наименование параметра	Значение
1	2
Диапазон воспроизведения амплитуды виброускорения при массе нагрузки до 1 кг не менее, м/с2: на частоте 45 Гц на частоте 64 Гц на частоте 79,6 Гц Дискретность отсчета, м/с2 Пределы допускаемой основной относительной погрешности воспроизведения амплитуды виброускорения, СКЗ виброскорости, размаха виброперемещения не более, %: на базовой частоте (45 Гц) на остальных частотах Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения частоты вибрации не более, Гц. Нестабильность воспроизведенных параметров вибрации за время измерения (не более 0,5 мин.) при любом режиме измерений через 4 мин после включения не более, % Коэффициент нелинейных искажений при максимальном значении виброускорения не более, % Относительный коэффициент поперечных колебаний вибростола (по ускорению) не более, % на базовой частоте 45 Гц на остальных частотах Электропитание вибростенда: для ВСВ-131: от сети, В/Гц для ВСВ-131Ех: от аккумуляторной батареи 10ТСМ4500А2СК, В Потребляемая мощность: без нагрузки не более, Вт при максимальной нагрузке не более, Вт Продолжительность непрерывной работы не менее, ч. Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха, не более оС	0,2 ÷ 10 0,3 ÷ 10 0,3 ÷ 10 0,1 2 3 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 220±22/50±1 12

Вибростенды серии ВСВ-131М соответствуют требованиям технических условий ТУ 4277-031-00205435-01 и комплекту конструкторской документации согласно Иа2.781.013. Габаритные размеры не превышают 240х235х290 мм. Масса не превышает 16 кг без футляра и 17 кг с футляром.

Технические характеристики. Электропитание вибростенда во взрывозащищенном исполнении (ВСВ-131Ех) осуществляется от никель-металлгидридной аккумуляторной батареи типа 10ТСМ4500А2СК, номинальным напряжением 12 В и емкостью 4500 мАч через ограничитель напряжения и тока, обеспечивающим выходное напряжение не более 12,2 В и ток короткого замыкания не более 1,7 А. Электрическая изоляция между корпусом и изолированными от корпуса по постоянному току электрическими цепями, доступ к которым возможен без вскрытия вибростенда, выдерживает в течение 1 мин напряжения 1,5 кВ частотой 50±1 Гц. Электрическое сопротивление изоляции между корпусом и изолированными по постоянному току электрическими цепями не менее 20 МОм. Вибростенд в транспортной таре выдерживает воздействие транспортной тряски с ускорением 30 м/с² при частоте ударов до 120 в минуту. Вибростенд изделие восстанавливаемое, ремонтируемое. Средняя наработка на отказ не менее 10000 ч. Установленная наработка на отказ не менее 1000 ч при доверительной вероятности 0,95. Среднее время восстановления работоспособности не более 6 ч. Полный средний срок службы не менее 10 лет. Установленный срок службы не менее 3 лет.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ. Обеспечение взрывозащищенности.

Взрывозащищенность вибростенда ВСВ-131Ех обеспечивается выполнением его с видами взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь уровня "ib" по ГОСТ Р 51330.10-99 и специальным видом защиты "s" по ГОСТ 22782.3-77 для поставок в России. Для поставок в Украину взрывозащищенность вибростенда ВСВ-131Ех обеспечивается выполнением его с видами взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" уровня "ib" по ГОСТ 22782.5-78 и специальным видом защиты "s" по ГОСТ 22782.3-77. Искробезопасность электрических цепей вибростенда достигается следующими мерами и средствами: - ограничением тока короткого замыкания источника питания до допустимых значений по ГОСТ Р 51330.10-99 (для России) и ГОСТ 22782.5-78 (для Украины) за счет установки электронного ограничителя тока; - конструктивным выполнением источника питания, ограничителя тока и вибростенда в соответствии с ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.10-99 (для России) и в соответствии с ГОСТ 22782.0 – 81 и ГОСТ 22782.5-78 (для Украины); - ограничением индуктивности и емкости схемы вибростенда до значений не превышающих допустимые; - наличием маркировки взрывозащиты и предупредительных надписей на корпусе вибростенда. Вид защиты "s" обеспечивается следующими мерами: заливкой неискробезопасной части схемы усилителя мощности термореактивным компаундом;на клеммы для подключения к усилителю мощности катушки вибратора электродинамического после подключения проводов надеты термоусаживающиеся трубки:

- с целью исключения обрыва и возникновения искрений проводники, соединяющие усилитель мощности и катушку вибратора дублируются и имеют усиленную изоляцию;

- клеммная колодка для подключения проводников к вибратору вместе с проводниками залита герметиком;

- обмотка вибратора намотана проводом диаметром 0,67 мм и пропитана компаундом;

- температура нагрева обмотки не превышает допустимую по ГОСТ Р 51330.0-99 (для России) и по ГОСТ 22782.0-81 (для Украины);

- вибратор помещен в оболочку со степенью защиты от внешних воздействий не ниже IP44

Устройство и принцип работы вибростенда серии ВСВ-131М.

Блок-схема вибростенда приведена на рисунке 18.23.

Генератор 1 вырабатывает переменное напряжение с фиксированными частотами 45, 64 и 79,6 Гц. Напряжение генератора поступает на вход усилителя мощности 3, к выходу которого подключена катушка возбуждения электродинамического возбудителя механических колебаний 4. Корпус возбудителя крепится к основанию вибростенда через подвесную систему с жесткостью с и коэффициентом затухания h. На подвижном столе возбудителя установлен пьезоэлектрический вибродатчик 5, вырабатывающий электрический сигнал, пропорциональный виброускорению. Сигнал с вибродатчика поступает на вход измерительного блока 6. По индикаторам измерительного блока 6 производится отсчет параметров воспроизводимых механических колебаний (размах виброперемещения, среднее квадратическое значение виброскорости, амплитуда виброускорения и частота).

Рисунок 18.23 - Блок-схема переносного вибростенда.

Подвесная система возбудителя предназначена также для уменьшения влияния внешних магнитных помех на погрешность калибровки и для уменьшения передачи колебаний от вибростола на основание. Для передачи колебаний на основание не более 2 % от колебаний вибростола собственная частота подвесной системы выбрана 8 Гц. Тем не менее, с целью снижения погрешности поверки виброаппаратуры следует стремиться обеспечить минимальное воздействие местной вибрации на вибростенд. В вибростенде применена электромеханическая обратная связь по виброускорению и виброскорости, которая позволяет корректировать собственную частоту подвесной системы крепления вибростола к корпусу возбудителя (на рисунке эта подвесная система не показана). Обозначение и назначение органов управления и соединительных разъемов, расположенных на передней и задней панелях вибростенда, приведены в таблице 18.13.

Таблица 18.13 - Обозначение и назначение органов управления и соединительных разъемов

Обозначение	Назначение	Панель	Примечание
1	2	3	4
"ВКЛ." "I/O"	Включение питания	задняя	верхнее положение тумб-лера: при этом загорается светодиод над тумблером
“установка уровня вибрации”, “грубо”	Установка амплитуды вибрации	передняя	крайнее левое положение ручки соответствует мини-мальному значению амп-литуды вибрации
“установка уровня вибрации”, “точно”	Точная подстройка при установке ампли-туды вибрации	передняя	крайнее левое положение ручки соответствует мини-мальному значению
“частота, Гц”, “79,6”, “64”, “45”	При нажатой кнопке устанавливается час-тота колебаний 79,6, 64 или 45 Гц с пог-решностью ± 0,2 Гц	передняя	при соответствующей на-жатой кнопке произво-дится измерение виброус-корения, виброскорости и виброперемещения
“1:10”	Переключение пре-делов измерения виб-роускорения, вибро-скорости и вибропе-ремещения	передняя	пределы измерения при нажатой кнопке: виброускорение – 100 м/с2; виброскорость – 100 мм/с; виброперемещение– 1000мкм; при отжатой кнопке: виброускорение – 10 м/с2; виброскорость – 10 мм/с; виброперемещение – 100 мкм.
“ВЫХ. ЛИН.”	Разъем подключения входа осциллографа или измерителя нели-нейных искажений для контроля формы колебаний, генери-руемых вибростендом	передняя	Запрещается подключение приборов со входным сопротивлением менее 10 кОм.

Продолжение таблицы 18.13

1	2	3	4
“ВЫХ. СИНХР”	Разъем подключения входа осциллографа для контроля импуль- сов синхронизации, вырабатываемых схе-мой задающего гене-ратора	передняя	может использоваться для подключения лазерного измерителя вибрации при поверке вибростенда.
“ВЫХ. ГЕНЕР”	Разъем подключения входа осциллографа для контроля напря-жения, вырабатывае-мого встроенным зада-ющим генератором.	задняя
“ВХ. ВН. ГЕНЕР”	Разъем подключения выхода внешнего ге-нератора	задняя
“УСК”, “СК”, “ПЕР”	Переключение режи-мов измерения восп-роизводимой вибра-ции	передняя	При соответствующей нажатой кнопке произво-дится измерение вибро-ускорения, виброскорости или виброперемещения.
“ГЕНЕР. ВНУТР.”	Включение внутреннего генератора возбуждения	задняя

Вибростенд имеет систему автоматического контроля напряжения питания. Загорание точек во всех разрядах цифрового табло измерительного блока 6 (см. рисунок 18.23) информирует о заниженном уровне напряжения питания и, при питании вибростенда от аккумуляторной батареи, о необходимости произвести ее подзаряд. Несвоевременная зарядка батареи может привести к деградации ее емкости. Для зарядки аккумуляторной батареи она должна быть отстыкована от вибростенда. Зарядка батареи должна проводиться только вне взрывоопасной зоны. Зарядка аккумуляторной батареи должна осуществляться только от штатного зарядного устройства, поставляемого в комплекте со стендом.

Для зарядки аккумуляторной батареи зарядное устройство вначале следует подключить к разъему аккумуляторной батареи, а затем к сети 220 В, 50 Гц. Время заряда батареи составляет 12-15 часов. Использование не штатного зарядного устройства при не соблюдении условий заряда, указанных в сопроводительном паспорте на батарею, может привести к деградации ее емкости.

Порядок работы:

1 Установите регулировочные ручки “установки уровня вибрации (“грубо” и “точно”) в крайнее левое положение, соответствующее установлению минимального уровня воспроизводимой вибрации;

2 Закрепите на вибростоле вибростенда поверяемый вибропреобразователь с помощью переходной шпильки;

3 Питание вибростенда осуществляется в следующем порядке: - для модификации ВСВ-131 – от сети переменного тока напряжением 220 В и частоты 50 Гц; - для модификации ВСВ-131Ех - от аккумуляторной батареи со встроенными элементами взрывозащиты. Подключите вибростенд к сети электропитания или убедитесь, что аккумуляторная батарея пристыкована к вибростенду (для модификации ВСВ-131Ех);

4 Установите расположенную на задней панели клавишу “ВКЛ” в верхнее положение. При этом должны загореться один из индикаторов “мм/с”, “м/с²”, или “мкм”, а также цифровые индикаторы. Убедитесь по показаниям индикатора в режиме измерения СКЗ виброскорости, что в месте расположения вибростенда серии ВСВ-131М вибрация основания, на котором он расположен, не превышает уровня минимальных воспроизводимых вибростендом значений.

5 Чтобы задать требуемую фиксируемую частоту воспроизведения колебаний 45, 64 или 79,6 Гц необходимо нажать соответствующую кнопку “частота”; “Гц”;

6 Установите при помощи кнопок “УСК”, “СК”, “ПЕР” требуемый режим измерения воспроизводимой вибрации. Режим измерения виброускорения устанавливается нажатием кнопки “УСК”, чему соответствует загорание светового индикатора “м/с²”. Режим измерения виброскорости устанавливается нажатием кнопки “СК”, чему соответствует загорание светового индикатора “мм/с”, а режим измерения виброперемещения устанавливается нажатием кнопки “пер”, чему соответствует загорание световой индикации “МКМ”. Пределы измерения виброускорения, виброскорости и виброперемещения установите кнопкой “1:10”. Нажатое положение кнопки задает пределы измерения виброускорения 100 м/с²; виброскорости 100 мм/с и виброперемещения 1000 мкм, а отжатое соответствует 10 м/с²; 10 мм/с и 100 мкм;

7 Для проведения измерения виброускорения, виброскорости и виброперемещения установите ручками “установка уровня вибрации” (“грубо” и “точно”) необходимую амплитуду вибрации, контролируемую по цифровому индикатору. При этом необходимо следить за тем, чтобы показания стрелочного указателя “ток нагрузки” не превышали 100 мкА, т.е. не выходили за последнюю риску шкалы;

8 После проведения измерения выключите вибростенд, клавишей “ВКЛ.”, а затем отсоедините вибропреобразователь;

9 При повторном включении стенда, если регуляторы амплитуды находятся не в нулевом положении, усилитель мощности включается плавно с задержкой 3-5 секунд, что устраняет ударное движение вибростола.

Методика поверки.

Настоящая методика поверки распространяются на вибростенд переносной серии ВСВ-131М (ТУ 4277-031-00205435-01), предназначенный для поверки виброизмерительной аппаратуры, и устанавливают методику его первичной и периодической поверки. Периодичность поверок – не реже 1 раз в год и после ремонта. Операции и средства поверки. При проведении поверки должны быть выполнены операции и применены средства поверки, указанные в таблице 18.14.

Таблица 18.14 - Операции и средства поверки.

Наименование операции		Номер пункта методических указаний	Наименование средства измерений			Обязательность операций
						при выпуске из произв.		при эксплуатации и после ремонта
1		2	3			4		5
Проверка диапазо-нов воспроизведе-ния размаха вибро-перемещения, сред-него квадратичес-кого значения виб-роскорости, ампли-туды виброуско-рения; определение основной погреш-ности воспроизве-дения размаха виброперемещения, виброускорения и среднего квадрати-ческого значения виброскорости.			Лазерный измеритель параметров вибрации 1 разряда по МИ 2070-90			да		да
Проверка коэффи-циента нелиней-ных искажений(по ускорению).			Измеритель нелинейных искажений. ПГ не более 0,1%			да		нет
Проверка относи-тельного коэффи-циента поперечных колебаний вибростола (по ускорению).			Цифровой вольтметр, ПГ не более 0,5 %; Вибродатчик с согласующим усилителем погрешность измерения ± 10 %			да		нет
Определение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации.			Цифровой частотомер, ПГ не более 10-5			да		да
Проверка нестабильности работы вибростенда			Лазерный из-меритель па-раметров виб-рации 1 разря-да по МИ 2070-90 Цифровой вольтметр, ПГ не более 0,5 %			да		нет
Продолжение таблицы 14.17
Проверка сопротивления изоляции				Мегаомметр, класс точности 1,0	да		нет

Примечание: - допускается использовать, например, вольтметр типа В7-53, частотомер типа Ч3-54, мегаомметр типа М-1101; - для определения относительного коэффициента поперечных составляющих колебаний вибростола следует выбрать вибродатчик с минимальной собственной поперечной чувствительностью (не более 1-2 %).

Требования безопасности.

При проведении поверки необходимо соблюдать следующие требования безопасности:

- заземление вибростенда должно осуществляться посредством клеммы “ЗЕМЛЯ”, расположенной на задней панели вибростенда;

- недопустимо нахождение соединительных кабелей рядом с вращающимися объектами.

Необходимо руководствоваться “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”.

Условия поверки.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха – (15 ÷ 25) °С;

- относительная влажность – (40 ÷ 80) %;

- атмосферное давление – (84 ÷ 106,7) кПа;

Вибростенд должен быть откалиброван с помощью лазерного измерителя вибрации на частоте 45,0 Гц при размахе виброперемещения 100 мкм и при среднем квадратическом значении виброскорости 10 мм / с, а затем опломбирован. Перед проведением поверки должен быть произведен внешний осмотр вибростенда с целью выявления дефектов. Проведение поверки. Проверку частот воспроизводимой вибрации, диапазонов воспроизводимых значений размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости, максимального виброускорения воспроизводимой вибрации и определение основной относительной погрешности воспроизведения размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и амплитуды виброускорения производить раздельно на частотах 45; 64 и 79,6 Гц при массе нагрузки на вибростоле ± 1 кг. Рекомендуемая форма записи результатов измерений и вычислений приведена в конце настоящей методики поверки. Приведенные в таблицах значения размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и виброускорения (Sин, Vин, а_ин) устанавливать с помощью лазерного измерителя параметров вибрации, для чего закрепить на вибростоле уголковый отражатель. После установки заданных в таблицах значений произвести измерения соответствующих параметров по цифровому индикатору вибростенда (Sст, Vст, а_ст). Относительную погрешность воспроизведения среднего квадратического значения виброскорости (δVотн.) в процентах можно определить по формуле (18.6)

, (18.6)

Относительную погрешность воспроизведения размаха виброперемещения (δ Sотн.) в процентах можно определить по формуле (18.7)

, (18.7)

Относительную погрешность воспроизведения виброускорения можно найти по формуле (18.8)

, (18.8)

Результаты измерений и расчетов проверяемых параметров должны удовлетворять соответствующим требованиям ТУ 4277-031-00205435-01, приведенным в "Руководстве по эксплуатации".

Проверку коэффициента нелинейных искажений проводить при нагрузке массой 1 кг и при виброускорении 10 м/с² на частотах 45; 64 79,6 Гц после десятиминутного прогрева вибростенда.

Закрепить на вибростоле вибростенда с помощью резьбового соединения М10х1 цилиндр массой (1 ± 0,01) кг. Выход согласующего усилителя, расположенного внутри вибростенда, подключить к входу измерителя нелинейных искажений. Включить вибростенд и установить частоту вибрации 79,6 Гц. Установить амплитудное значение виброускорения 10 м/с². Измерить коэффициент нелинейных искажений. Повторить испытания по методике п.п. 3.3.3, 3.3.4 на частотах 45 и 64 Гц, для которых установить колебания соответствующие амплитудному значению ускорения 10 м/с² на этих частотах.

Значения коэффициента нелинейных искажений должны быть не более 1 %.

Проверку относительного коэффициента поперечных колебаний вибростола (по ускорению) производить на частотах 45; 64; 79,6 Гц при амплитудном значении виброускорения 10 м/с².

Закрепить на вибростоле восьмигранник, к торцу которого прикрепить вибродатчик, выход которого через согласующий усилитель подключить к цифровому вольтметру. Измерить напряжение на выходе согласующего усилителя (Uв) при колебаниях в основном направлении на частотах 45; 64; 79,6 Гц при амплитуде виброускорения 10 м/с², задаваемом по показаниям индикатора вибростенда. Последовательно закрепляя вибродатчик на боковых гранях восьмигранника, поочередно произвести измерения напряжения на выходе согласующего усилителя (Ui). При этом значение виброускорения в основном направлении контролировать перед каждым измерением и поддерживать постоянным. Вибродатчик, закрепленный на боковой плоскости, вырабатывает напряжение, пропорциональное поперечным колебаниям вибростенда и собственной основной и поперечной чувствительности. Вычислить относительные коэффициенты поперечных колебаний в различных направлениях Кiпп в процентах можно по формуле (18.9)

, (18.9)

Значения относительного коэффициента поперечных колебаний вибростола должны быть не более 2 % на частоте 45 Гц и не более 5 % - на остальных частотах. Проверку сопротивления изоляции проводят с помощью мегаомметра путём подключения его между закороченными контактами питания вибростенда и корпусом. Сопротивление изоляции должно быть не менее 20 МОм. Проверку нестабильности воспроизведенных параметров вибрации проводить по методике через 4 мин после включения вибростенда, через 30 мин. при максимальной нагрузке и раздельно на частотах 45; 64; 79,6 Гц. Значение нестабильности параметров вибрации не должны превышать 0,5 %.

Определение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации проводить на частотах 45; 64 и 79,6 Гц с помощью электронно-счетного частотомера, подключенного к разъему “Вых. лин.” или “Вых. синхр”.

На вибростенде установить частоту вибрации 45 Гц, при которой записать в таблицу частоты колебаний по показаниям частотомера.

Вычисленные значения округляются с точностью до 0,01 Гц.

Повторить операции по методике на частотах вибрации 64 и 79,6 Гц.

Значение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации не должно превышать ± 0,2 Гц.

Оформление результатов проверки. Положительные результаты поверки должны быть оформлены свидетельством о поверке, а также записью в паспорте (формуляре) результатов и даты поверки. Допускается не оформлять свидетельство о поверке, а соответствующая запись может быть сделана в формуляре стенда и заверена подписью поверителя, оттиском его клейма и голографической маркой Госстандарта.

Вибростенд, прошедший поверку с отрицательными результатами, к эксплуатации не допускается, и на него оформляется извещение о непригодности.

Системы управления вибростендом К-5201, К-5201/П. Виброиспытательные системы по технологии виртуальных приборов. Существует обширный класс задач, связанных с использованием вибраторов (или вибростендов), где обязательно используются вибрационные измерения:

1. виброиспытания продукции;

2. прозвучивание конструкций;

3. поверка (калибровка) средств виброизмерений;

4. определение инерционно-жесткостных характеристик материалов, образцов, изделий;

5. виброукладка и т.д.

Реализация подобных задач с использованием технологии «виртуальных приборов» является на сегодняшний день оптимальной формой решения, которая позволяет:

- минимизировать количество используемой аппаратуры. Из дискретных приборов остаются только усилитель мощности (как правило, соответствующий усилитель всегда приобретается вместе с вибратором или уже входит в комплект поставки вибратора) и согласующие усилители для акселерометров. Функции всех остальных приборов (генерация сигналов возбуждения, обработка и анализ вибросигналов, ведение Баз Данных, формирование отчетной документации и т.д.) принимает на себя ПК с соответствующими встроенными устройствами ввода/вывода и программным обеспечением;

- автоматизировать весь процесс решения задачи, увязав единым алгоритмом процесс генерации сигналов возбуждения и анализа соответствующих им вибрационных откликов;

- избавиться от субъективизма и ошибок операторов;

- сформировать автоматизированную Базу Данных испытаний;

- обеспечить формирование и выпуск оперативной и отчетной документации по результатам испытаний;

- удобный пользовательский интерфейс, наглядное представление хода и результатов испытаний;

- увеличение количества задач, решаемых в едином взаимосвязанном алгоритме функционирования системы. Например, виброиспытания продукции. Одной из наиболее широко распространенных задач здесь является задача виброиспытаний различных приборов на тряску. При этом закрепленный на платформе вибратора прибор включен и выполняет некую отдельную тестовую программу, контролирующую его работоспособность в процессе тряски. В рамках технологии «виртуальных приборов» задача контроля работоспособности испытуемого прибора в процессе тряски также в большинстве случаев может быть увязана с общим алгоритмом функционирования системы. Такая возможность обусловлена тем, что используемые устройства ввода/выводы (платы АЦП/ЦАП) имеют не менее 8 или 16 аналоговых входов и не менее 8 разрядов цифровых входов/выходов, т.е. практически всегда существует возможность как аналоговые, так и цифровые сигналы испытуемого прибора завести на компьютер и их анализ увязать с общим алгоритмом работы;

- универсальность схемного решения. Показанный на рисунке вверху пример схемы соединений элементов системы для виброиспытаний остается неизменным практически для любых задач, связанных и использованием вибраторов, которые перечислены в начале раздела. Например, при поверке акселерометра со схемы просто исчезнет объект испытаний, а оба датчика (при этом один будет эталонным, второй поверяемым) будут установлены на платформу вибратора. Таким образом, смена решаемой задачи осуществляется просто сменой рабочей программы ПК;

- гибкость системы в адаптации к конкретным типам используемых в системе дискретных приборов;

- при всех перечисленных достоинствах любая из названных систем может быть реализована при самых минимальных затратах, не превышающих, как правило, $4000-5000. Большинство предприятий, занимающихся реализацией перечисленных задач, уже имеют соответствующие вибраторы, усилители мощности, вибрационные каналы (о компьютерах мы даже и не говорим, где их сейчас нет, и поэтому для них создание современной, автоматизированной системы связано только с приобретением соответствующей платы АЦП/ЦАП и рабочего программного обеспечения.

Виброиспытания и контроль.

Рисунок 18.24 - Название программы: Вибротест. К-5201

Краткое описание.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Генерация СШВ (белый шум) в заданном оператором частотном диапазоне (от 5 Гц до 4 000 Гц). Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда, Плотность мощности (только для сигнала виброускорения в режиме генерации белого шума);- усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с заданием количества спектров для усреднения;- вывод на дисплей сигналов во временной и частотной области. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью и длительностью. Четыре измерительных канала (в данной версии). Оодин канал генератора.

Рисунок 18.25 – Система управления вибростендом

Рисунок 18.26 - Система управления вибростендом. Название программы: Вибропрочность

Краткое описание:

Прибор "Вибропрочность" предназначен для управления вибростендом и измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном режимах по программам испытаний на виброустойчивость и вибропрочность.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в автоматическом режиме по программам испытаний на вибропрочность и виброустойчивость. Создание и редактирование программ испытаний, задаются следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации (виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, количество циклов качания. Количество поддиапазонов может быть любым, скорость изменения частоты примерно 1 октава в минуту. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Спектральный анализ с заданием количества спектров для усреднения. Вывод на дисплей сигналов во временной и частотной области. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью. Четыре измерительных канала (в данной версии). Один канал генератора.

Рисунок 18.27 - Прибор «Вибротест СШВ»

Прибор «Вибротест СШВ» предназначен для управления вибростендом и измерения заданных шумовых вибрационных параметров.

Основные характеристики. Генерация СШВ (белый шум) в заданных оператором частотных диапазонах от 5 Гц до 4 000 Гц (до 6-ти поддиапазонов). Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Плотность мощности в каждом поддиапазоне. Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с заданием количества спектров для усреднения. Вывод на дисплей сигналов частотной области. Сохранение настроек органов управления частотными полосами. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью и длительностью.

Рисунок 18.28 - Прибор "Виброрезонанс"

Прибор «Виброрезонанс» предназначен для управления вибростендом и измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном режимах по программам испытаний определения резонансов .

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 600 Гц. Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в автоматическом режиме по программам испытаний по определению резонансов. Создание и редактирование программ испытаний, задаются следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации (виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, шаг по частоте, количество поддиапазонов может быть любым. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Вывод на дисплей сигналов во временной и амплитудно-частотной характеристики измеряемого объекта. Сохранение данных измерений в файле в формате EXCEL. Четыре измерительных канала ( в данной версии). Один канал генератора.

Рисунок 18.29 - К-5201/П. Виброповерка.

Одна из типовых схем поверки виброаппаратуры, имеющей сигнальный выход. Помимо этого система реализует схемы поверки:

- виброаппаратуры с показывающим индикатором, без сигнального выхода;

- по электрическому сигналу (без вибратора) любой аппаратуры;

- поверку с использованием интерферометра;

- поверку пьезодатчиков на вибраторе;

- поверку пьезодатчиков методом электрического возбуждения (без вибратора).

Терминатор BNC-2140 обеспечивает подключение пьезодатчиков униполярных, дифференциальных, стандарта ICP и любых сигналов по напряжению.

Рисунок 18.30 - Виброметр 2-х канальный универсальный

Основные характеристики. Частотный диапазон измерений: 0.3 Гц - 20 кГц (разбит на несколько поддиапазонов). Встроенный генератор синусоидального сигнала, поигармонического и шума в диапазоне частот от 0.3 Гц до 20 кГц. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение, амплитуда). Усреднение сигнала по показательному и линейному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Вывод на дисплей сигналов во временной области. Два измерительных канала (образцовый и поверяемый).

Рисунок 18.31 - 2-х канальный анализатор

Основные характеристики. Двухканальный узкополосный анализ в реальном времени (до 20 кГц) спектров сигнала.

Функции:

- мгновенные функции: комплексные спектры (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), взаимный комплексный спектр (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), форма волны; СКЗ усредненные функции: спектры мощности, комплексный взаимный спектр мощности (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), комплексные частотные характеристики H1 и H2 (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), импульсные характеристики h1 и h2, когерентность, когерентная мощность на выходе, отношение сигнал/шум, взаимная корреляция;

- векторно-усредненные фукнции: комплексные спектры (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), взаимный комплексный спектр (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), форма волны хранение максимума: спектры мощности.

Генератор встроенный. Частотные диапазоны: 0-100 Гц, 0-200 Гц, 0-400 Гц, 0-800 Гц, 0-1.6 кГц, 0-3.2 кГц, 0-6.4 кГц, 0-12.8 кГц. Количество линий в спектре: 200, 400, 800, 1600 (может быть любым).

Усреднение: мгновенные спектры, СКЗ усреднение, векторное (синхронное), хранение максимума.

• взвешивающая функция: линейная, экспоненциальная.

Окна коррекции: Hamming, Hanning и т.д. ( всего 9).

Триггер: свободный запуск, внешний (аналоговый, цифровой).

Вывод информации: на принтер, в файл, в формате EXCEL.

Рисунок 18.32 - Процентный анализатор

Предназначен для частотного анализа стационарных и импульсных процессов в реальном времени.Особенности: Частотный анализ в реальном времени.Ширина октав: 1/1, 1/3, 1/6, 1/12, 1/24; Частотный диапазон: 0.5 Гц - 20 кГц. Характеристики фильтров удовлетворяют требованиям IEC 1260:1995. Измерение общего уровня в каждом частотном диапазоне анализа; Отображение спектров в логарифмическом и линейном масштабе; Интегрирование сигнала: виброускорение, виброскорость; Взвешивающие фильтры: линейный, A, B, C.

Усреднение по линейному и показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1/8 сек. до 128 сек.; экспоненциальное усреднение с регулируемой статистической точностью; хранение максимальных значений.

Генератор сигналов различной формы.

Вывод информации: в файл, в формате EXCEL.

Рисунок 18.33 - Генератор

Генерация сигналов различной формы в диапазоне частот от 0.3 Гц до 20 кГц.

Рисунок 18.34 - Определитель АЧХ

Предназначен для определения амплитудно-частотных характеристик различных приборов и датчиков. Особенности. Встроенный генератор сигналов различной формы в диапазоне от 0.3 Гц до 20 кГц. Частотный диапазон: 0.3 Гц - 20 кГц. Интегрирование сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение; Усреднение по линейному и показательному закону с выбираемой постоянной времени. Компрессия: управление и поддержание заданных уровней вибрации вибростенда. Протокол. Формирование протоколов в формате EXCEL.

Рисунок 18.35 - Генератор ударных импульсов

Генерация сигналов ударных импульсов различной длительности

Рисунок 18.36 - Прибор «Вибротест СШВ» Прибор поверки пьезодатчиков методом электрического возбуждения

Частотный диапазон: 0 Гц - 80 кГц.

Усреднение по линейному и показательному закону.

Триггер: свободный запуск, внешний.

Вывод информации: в формате EXCEL.

Список использованных источников

1 Об обеспечении единства измерений : Закон Российской Федерации - М.: Российская газета. – 1993 – 9 июня; (Государственные стандарты. – 1993 - №11-12. – С 56-70.)

2 РМГ 29 – 99 ГСИ. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Метрология. Основные термины и определения - М.: Издательство стандартов, 2000 – 46 с.

3 Харт Х. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. – М.: Изд – во “Мир”, 1999. –391 с.

4 ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики выполнения измерений - М.: Издательство стандартов, 1996 – 19 с.

5 Брянский Л.Н., Дойников А.С. Краткий справочник метролога: Справочник. - М.: Издательство стандартов, 1991 – 79 с.

6 Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие (для работников метрологических служб): В 2 - х кн. - М.: Изд-во стандартов, 1990 – 582 с.

7 Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: Учебное пособие, - М.: Изд-во стандартов, 1987 – 320 с.

8 Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы: Учеб. для студ. вузов по спец. Автоматизация технологических процессов и производств. - М.: Высш. шк., 1989. – 456 с.

9 Боднер В.А., Алферов А.В. Измерительные приборы / Учеб. для вузов в 2-х т. - М.: Изд-во стандартов, 1986 – т.1 – 392 с., т.2 – 224 с.

10 Спектор С.А. Электрические измерения физических величин. Л.: Энергоатомиздат, 1987 – 131 с.

11 Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника М.: Высшая школа, 1991 – 384 с.

12 Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. – М.: Логос, 2000. – 408 с.

13 Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебное пособие. – М.: ООО Юрайт, 2000. – 285 с.

14 Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 448 с.

15 ГОСТ 16263-70 ГСИ. Метрология. Термины и определения - М.: Издательство стандартов, 1991 – 54 с. (с 01 января 2001 года данный стандарт отменен, взамен ему действует стандарт РМГ 29 – 99).

16 Берков В.И. Технические измерения (альбом): Учебное пособие для средн. проф.-техн. училищ. М.: Высшая школа, 1977. – 232 с.

17 Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования (устройство иремонт) : Учебник для сред. Проф.-техн. училищ. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1983. – 312 с.

18 Городецкий Ю. Г. Конструкции, расчет и эксплуатация средств измере­ния в машиностроении, М.: Машиностроение. 1971.

19 Журавлев А- Н. Допуски и технические измерения. М.: Высшая школа, 1969.

20 Зимин А. П., Игнатов А. В. Контролер-машиностроитель. М.: Машино­строение, 1965.

21 Иванов А. Г. и др. Измерительные приборы в машиностроении М.: Машиностроение. 1964.

22 Крупицкий Э. И. Пособие по допускам и техническим измерениям. Минск: Высшая школа. 1973.

23 Левенсон Е. М. Основы метрологии и технические измерения М: Машгиз, 1958.

24 Марков Н. Н. и др. Погрешность и выбор средств при линейных измерениях. М.: Машиностроение, 1967.

25 Справочник контролера машиностроительного завода./Под редакцией А. И. Якушева. М.: Машиностроение, 1970.

26 Справочник по производственному контролю в машиностроении./ Под редак­цией А. К. Кутая. М.: Машиностроение. 1974.

27 Якушев А. И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения. М.: Машиностроение. 1974.

28 Ганевский Г. М., Константинов В. М. Средства измерения и контроля в машиностроении: Учебные плакаты. М.: Высшая школа, 1972

29 Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности.–2-е изд. перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1985. – 344 с.

30 ГОСТ 15.001-88 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения.- М.: Издательство стандартов, 1989 – 7 с.

31 Гаузнер С.И., Кивилис С. С., Осокина А. П., Павловский А. Н. Измерение массы, объёма и плотности. М.: Издательство стандартов, 1972 - 664с.

32 Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии: Учебное пособие. – М.: Издательство стандартов, 1995. – 280 с.

33 Животкевич И.Н. Надёжность технических изделий / И.Н.Животкевич, А.П.Смирнов – М.: Олита, 2003. – 472 с.

34 Острейковский В.А. Теория надёжности: Учебник для вузов / В.А. Острейковский. – М.: Высшая школа, 2003. – 464 с.

35 Сигорский В.П. Математический аппарат инженера / В.П. Сигорский. – Киев: Техника, 1975. – 768с.

36 Щурин К.В. Надёжность мобильных машин / К.В. Щурин. – Оренбург: Изд. ОГУ, 2010. – 585 с.

37 Большакова Л.П. Оптимизация методик поверки средств измерений параметров ИС// Электронная промышленность. –1985.– Вып.3. (141). – с.10–12.

38 Глудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВС. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1991. – 336 с.

39 Вострокнутов Н.Н. Испытания и поверка цифровых измерительных устройств. – М.: Изд-во стандартов. 1977. – 140 с.

40 Основы эксплуатации средств измерений/ В.А. Кузнецов, А.Н. Пашков, О.А. Подольский и др.; Под ред. Р. П. Покровского. – М.: Радио и связь, 1984. – 184 с.

41 Актуальные проблемы метрологии в радиоэлектронике/ П. Н. Агалецкий, В. А. Бойко, Р. С. Дадашев и др.; Под ред. В. К. Коробова. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 296 с.

42 Горлач А. А., Минц М. Я., Чинков В. И. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике. – Киев: Техника, 1985. – 152 с.

43 Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результата измерений. – Л,: Энергоатомиздат, 1985. – 248 с.

44 Полетаев В.П. Планирование оптимальных межповерочных интервалов рабочих средств измерений в условиях массового производства// Метрология. – 1977. - № 10. – С. 27 – 33.

45 Минько Э. В., Поз В. А., Лысов О. Е. Экстремальная экономико-математичес-кая модель определения межповерочных интервалов средств измерений// Метрология. – 1977. № 10 – С. 56 – 60.

46 Ленюк Г.К., Савченко А. Г., Филиппов В.Е. Об установлении межповерочных интервалов средств измерений с любым распределением безотказной работы// Измерительная техника. – 1984. – № 8. – С. 8 – 10.

47 Городницкий С. Р. Критерии оптимизации межповерочных интервалов средств измерений// Измерительная техника. – 1986. - № 10. С. 8 – 9.

48 Горовой А. А., Доценко Б. И., Кузьмин В. П. Модель технико-экономического обоснования создания метрологического обеспечения автоматических средств контролоя// Измерительная техника. – 1986. № 10. – С. 54, 55.

49 Екимов А. В., Ревяков М. И. Надёжность средств электроизмерительной техники. Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 208 с.

50 www vicont.ru

51 www blms.ru

52 www pribor.ru