5. ДАТЧИКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ ВИБРАЦИИ
Различают датчики измерения углового виброускорения, угловой виброскорости и углового виброперемещения (колебательного угла поворота). Все сказанное в предыдущем разделе относительно прямолинейных датчиков относится и к угловым датчикам. В основном их специфика связана только с вращательным движением и проявляется в конструктивных решениях.
Характеристики угловой вибрации часто измеряют в условиях установившегося или изменяющегося вращения с большой угловой скоростью и, следовательно, больших осестремительных ускорений. Это накладывает отпечаток на конструкцию угловых датчиков. Менее жесткие требования предъявляются к датчикам для измерения угловой вибрации невращающихся объектов — станков с мягкой виброизоляцией, автомобилей, сидений операторов и др. Большинство описываемых и изготовляемых датчиков предназначено для измерения крутильных колебаний валов и связанных с ними деталей [40]. Для измерения угловых ускорений чаще используют датчики инерционного действия (см. гл. VII), В них применяют упругий элемент, работающий на кручение, или несколько симметрично расположенных упругих элементов работающих на изгиб или растяжение-сжатие (рис. 15). В угловых акселерометрах используют как параметрические МЭП, чувствительные к деформации, перемещению, напряжению (тензорезистивные, индуктивные, иагнитоупругие), так и
генераторные (электродинамические и пьезоэлектрические, рис. 16). МЭП конструируют так, чтобы он реагировал только на характеристики вращательного движения.
Современные угловые акселерометры рассчитаны на измерение ускорений до 10 рад/с с частотами до 2 кГц, однако обычно их диапазоны значительно уже. Рабочий диапазон температур невелик (от —30 до +70°). Максимальные измеряемые угловые виброперемещения не превосходят 0,1 рад, частотный диапазон 10—1000 Гц.
Рис. 15. Угловой тензорезисторный акселерометр (разрез): 1 — инерционный (чувствительный) элемент; 2 — один из упругих элементов; 3 — опорное кольцо; 4 — теизорезисторы; 5 — корпус (токосъемник не показан)
Рис. 19. Угловой пьезоэлектрический акселерометр: 1 — пьезоэлементы с радиальной поляризацией; 2 — инерционный элемент
В ряде случаев для точных измерений угловой вибрации тел применяют совокупность только прямолинейных датчиков [14, 48, гл. VII].
