В области исследований механических систем самым распространенным инструментом является виброизмерительный преобразователь. По типу чувствительного элемента вибропреобразователи делятся на: пьезокерамические, емкостные, индуктивные, резистивные. В измерительных и испытательных системах наиболее широко используются пьезокерамические акселерометры, поскольку, по сравнению с датчиками других типов, они имеют больший динамический диапазон и более равномерную АЧХ.

Комплексные испытания требуют подключения нескольких десятков датчиков. Каждый датчик периодически подвергается различным видам контроля, при этом, как правило, определяются одни и те же параметры: коэффициент преобразования, неравномерность АЧХ, нелинейность АХ, относительный коэффициент поперечного преобразования, собственная частота механического резонанса и т.д. Сходимость этих параметров зависит от методов и способов проведения испытаний.

Выбор метода испытаний

Методы определения параметров вибропреобразователей можно условно разделить на три категории:

  1. абсолютные методы, к которым относятся метод, основанный на применении лазерного датчика перемещения и др.,
  2. методы, основанные на применении калибраторов, например, вибростендов или вибраторов, с точно определенными параметрами (в частности, параметрами механических колебаний вибростола и т.п.),
  3. методы сравнения, к которым относится метод сравнения с применением соединенных механически друг с другом акселерометров.


Абсолютный метод поверки акселерометров, основанный на применении лазерного датчика перемещений, требует наличия сложной специализированной аппаратуры, и на практике используется редко.

К другим абсолютным методам относится метод, основанный на применении силы земного притяжения. При применении этого абсолютного метода поверяемый акселерометр осторожно поворачивают в вертикальной плоскости так, что на него действует лишь сила земного притяжения. Этот метод применим лишь в области низких частот, и используется именно при поверке статических акселерометров, таких как ВС 201 и ВС 202.

Методы с применением калибраторов позволяют определять чувствительность акселерометров, имея минимум аппаратуры. Для проведения измерений, помимо самого калибратора, требуется лишь регистрирующее устройство, например, виброметр. Но, поскольку калибраторы обладают жёстко заданными частотой и амплитудой вибрации, они не пригодны для определения таких параметров поверяемого вибродатчика, как неравномерность АЧХ и нелинейность АХ.

В отличие от абсолютных методов и методов, основанных на применении калибраторов, метод сравнения с образцом применим для всех типов акселерометров, и позволяет определять все основные электрические параметры датчиков.

Способ определения параметров вибропреобразователей методом сличения с образцовым датчиком основывается на относительных измерениях.

Поверяемый вибропреобразователь механически соединяется с используемым в качестве образцового датчика вибропреобразователем. Созданный таким образом комплект закрепляется на вибростоле вибростенда. На вибростенде воспроизводятся синусоидальные колебания, при этом соединенные между собой акселерометры совершают колебания в одной плоскости, и на них воздействует идентичное (одинаковое) ускорение. Напряжения сигналов с каждого акселерометра пропорциональны действующему на датчики ускорению:

Таким образом, отношение амплитуд электрических сигналов с датчиков равно отношению их коэффициентов преобразований (см. рис). [2]

Принцип относительных измерений

Следовательно, зная значения коэффициента преобразования образцового акселерометра, можно определить искомое значение коэффициента преобразования поверяемого акселерометра:

Точность и сходимость результатов, полученных в ходе испытаний методом сличения с образцовым датчиком, обеспечиваются следованием методическим указаниям МИ 1873.