4544139378

a)    nie wymaga dużego zakresu dynamiki (pamiętanie jedynie dwóch poziomów),

b)    zapisane dane mogą być odczytywane synchronicznie, co zmniejsza błędy czasowe,

c)    pozwala na uzyskanie bardzo dużej dokładności odwzorowania sygnału.

Posługując się zapisem cyfrowym należy pamiętać, że każdy sygnał jest zapisany i

odbierany jako jedna liczba, a nie jak w zapisie analogowym, że jest to wartość z ciągu zależnych wartości. W zapisie analogowym była możliwość wygładzania sygnału w przypadku zaistnienia chwilowego zakłócenia. W zapisie cyfrowym taka regeneracja jest niemożliwa [1],

4.3. CZUJNIKI DRGAŃ

Różnorodność celów i warunków prowadzenia eksperymentu pomiarowego, jak również żądań co do wyników metod ich opracowywania pociągają za sobą ogromną liczbę możliwych wariantów budowy informacyjnych systemów pomiarowych, przez co nie można mówić o ich unifikacji. Do podstawowych elementów pomiarowych zaliczymy przetwornik pomiarowy, który służy do przetworzenia z określoną dokładnością i według określonego prawa wartości wielkości mierzonej na wartości innej wielkości. Przetworniki zbudowane są z trzech rodzajów elementów podstawowych:

•    elementy powodujące straty energii (generowanej przez badany obiekt) rozpraszanej na energię cieplną, np. w wyniku tarcia, występowania rezystancji w układach elektrycznych, oporu przepływu gazów i cieczy,

•    elementy magazynujące energię z obiektu w postaci kinetycznej (masa, indukcyjność w układach elektrycznych),

•    elementy magazynujące energię obiektu w postaci potencjalnej (sprężyny w układach mechanicznych, pojemność w układach elektrycznych, sprężony gaz).

W układach pomiarowych wielkości nieelektrycznych stosowane są przetworniki, w których następuje przetworzenie tej wielkości na wielkość elektryczną. Najbardziej rozpowszechnionym przetwornikiem do pomiaru drgań jest akcelerometr piezoelektryczny. Najistotniejszą częścią piezoelektrycznego czujnika jest płytka materiału piezoelektrycznego.

Element piezoelektryczny poddany działaniu sił mechanicznych (rozciąganie - ściskanie) generuje ładunek elektryczny, proporcjonalny do działających sił. Sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do przyspieszeń i mieści się w granicach od 1 do 10 mV-ms'² (czułość czujnika).

Ciężar czujnika jest istotny przy pomiarze drgań lekkich konstrukcji, gdzie przyłożenie dodatkowej masy (w postaci masy czujnika) może znacząco zmienić zarówno częstotliwość, jak i poziom drgań, co ma wpływ na wnioskowanie. Stąd też do badań powinno się używać czujników, których masa nie przekracza 1/10 masy badanego elementu [32],

Element piezoelektryczny w czujniku umieszczony jest w ten sposób, że podczas wibracji poddawany jest działaniu siły reakcji masy. Siła ta jest proporcjonalna do przyspieszenia i określona drugim prawem Newtona: siła = masa x przyspieszenie. Dla częstotliwości znacznie niższych niż częstotliwość rezonansowa całkowitego układu (typu masa - sprężyna) przetwornika, przyspieszenie masy równa się przyspieszeniu podstawy. Oznacza to, że wartość sygnału wyjściowego jest proporcjonalna do przyspieszenia, któremu poddawany jest przetwornik. Najbardziej rozpowszechnione są dwa rozwiązania konstrukcyjne:

•    przetwornik działający na zasadzie kompresji, w którym masa wywiera siłę kompresji działającą na piezo-czuły element.

•    przetwornik typu nożycowego, w którym masa wywiera siłę tnącą na piezoelektryczny element czujnika.