Измерение параметров вибрации

Использование современных технологий требует непрерывного контроля за состоянием оборудования и множеством параметров технологического процесса. При этом одними из важнейших можно назвать параметры механического движения, к которым в первую очередь относятся параметры периодических перемещений исследуемого объекта в пространстве, называемых вибрацией. К ним относятся виброскорость (частота) и виброперемещение (амплитуда).

Подобный строгий контроль должен исполняться в различных областях, а в первую очередь в машиностроении (влияющая на здоровье людей вибрация станков, дополняемая биением деталей), в полупроводниковой электронике (где очень важно контролировать вибрацию установок при выращивании кристаллов), на железном транспорте (где активно используются датчики, оповещающие о приближении поезда), в автомобильной промышленности (где необходимо контролировать вибрацию как отдельных узлов, так и всего автомобиля), в авиастроении (при контроле биения турбин), в микроэлектронике (при слежении за вибрацией фотолитографических установок) и т.д.

Методы измерения вибрации

Все методы измерения параметров вибрации можно разделить на две большие группы: контактные, при которых существует механическая связать исследуемого объекта и датчика, и бесконтактная, при котором не подразумевается наличие механической связи.

Контактные методы. Среди них можно выделить методы измерения параметров вибрации с использованием пьезоэлектрических датчиков, поскольку они являются наиболее простыми и позволяют проводить высокоточные измерения, работая в низкочастотном диапазоне при относительно больших амплитудах вибрации. Но высокая инерционность не дает возможности измерять вибрацию малой амплитуды и высокой частоты, ведь в этом случае форма сигнала будет очень искажена. К слову, при большой массе исследуемого объекта дополнительную ошибку в итоговые результаты измерений может внести его невысокая инерционность.

Метод открытого резонатора устраняет эти недостатки, ведь его суть заключается в изменяющихся параметрах СВЧ резонатора, которые меняются в зависимости от характера вибрации объекта. Именно их измерение и позволяет получить итоговые результаты. Резонатор оснащен двумя зеркалами, одно фиксировано, а второе с исследуемым объектом связано механически. Перемещения регистрируются амплитудным методом, при применении оконечного включения методом отраженной мощности, а при применении проходной схемы по изменению выходной мощности. Для первого метода необходима постоянна мощность, подводимая к резонатору и высокая стабильности частоты возбуждения. А при бесконтактных методах вибрация измеряется с помощью зондирования объекта электромагнитными волнами.