5.1.1.4. Metody pomiarów
Wyprowadzone dla wyidealizowanego układu zależności teoretyczne pozwalają na pełną analizę zachowania się rozważanego układu. Zachodzi jednak pytanie, czy „idealizacja” została przeprowadzona prawidłowo? Czy nie powinno się w rozważaniach uwzględnić jeszcze jakiegoś parametru? Aby się o tym przekonać, należy dokonać pomiaru wielkości charakterystycznych dla danego procesu i porównać wynik doświadczalny z teoretycznym wyliczeniem. Wielkościami charakterystycznymi dla określonego procesu drgającego są: częstość, amplituda, kształt fali, zmiany prędkości, przyspieszeń i inne. Przyrządy służące do pomiarów dynamicznych, w zależności od ich przeznaczenia, można podzielić w następujący sposób:
Wielkość mierzona |
Przyrządy służące do pomiaru danej wielkości |
Częstość |
częstościomierze, stroboskopy |
Przyspieszenie Amplituda Kształt fali |
wibrometry (dla drgań podłużnych i poprzecznych), torsjometry (dla drgań skrętnych) |
Odkształcenie Naprężenie |
tensometry |
Prędkość obrotowa |
tachometry |
Przyspieszenie Siła |
akcelerometry |
Zasadniczą i najważniejszą częścią przyrządu pomiarowego jest część odbiorcza, która przetwarza nich badanego układu rzeczywistego na sygnał elektryczny. Sygnał ten jest następnie wzmacniany w układzie przetwornika i przesyłany do rejestratora. Ten właśnie przetwornik jest najistotniejszym elementem układu, gdyż jego jakość decyduje o wynikach badań dynamicznych. Wielkością charakteryzującą przetwornik jest funkcja przetwarzania
gdzie:
X(f) - sygnał na wyjściu układu pomiarowego.
XJf) - sygnał na wejściu układu pomiarowego.
Ważne jest, aby przetwornik prawidłowo informował o sygnale XJf) na wejściu. Idealny byłby taki przetwornik, którego wartość funkcji przetwarzania byłaby niezależna od wartości i postaci sygnału JL(f) na wejściu.
Badania przeprowadza się na stanowisku doświadczalnym (rys. 5.3), w skład którego wchodzi:
• sprężysta płyta (/) podparta przegubowo na podporach A i B,
• wzbudnik drgań (2), pozwalający na wymuszenie drgań ze zmienną częstością,
• układ zasilania wzbudnika drgań (3),
• silnik napędzający wzbudnik drgań (4),
• rejestrator częstości drgań (6) (częstościomierz),
• rejestrator amplitudy drgań (5),
• układ wysięgnikowy z czujnikiem zegarowym, do pomiarów statycznego ugięcia płyty (7),
• sygnał do pomiaru częstości wymuszenia p, także sygnał do układu sprzężenia zwrotnego (nt),
• sygnał do odczytu wartości przemieszczenia, dynamicznego i statycznego (”2)’
• pokrętło regulacji częstości (3a),
• wskaźnik wartości przemieszczenia (5a).
Za pomocą wibratora (rys. 5.4) są wymuszane drgania masy skupionej m, zamocowanej w środku sprężystej płyty (/). Wibrator realizuje zmienną co do wartości, prostopadłą do płyty, siłę Pif).
171