Обзор методов измерения вибрации

Современные технологии требуют непрерывного контроля за
многими параметрами технологического процесса и контроля
состояния оборудования. Одними из важнейших являются параметры
механического движения, в частности параметры
периодических перемещений исследуемого объекта в пространстве
( вибрации ). Этими параметрами являются виброперемещение
( амплитуда вибрации ) и виброскорость ( частота вибрации ).
Подобный контроль необходим в самых разных областях: в
полупроводниковой электронике ( контроль вибрации установок
для выращивания кристаллов ), в микроэлектронике ( вибрация
установок фотолитографии ), в машиностроении ( вибрация
станков и биение деталей ), в автомобильной промышленности
( контроль вибрации отдельных узлов автомобилей и всего
автомобиля в целом ), на железнодорожном транспорте ( датчики
приближения поезда ), в энергетике ( контроль вибрации лопаток
газовых турбин ), в авиастроении ( контроль биений турбин ) и
т.д. Этот список можно продолжать достаточно долго, что
говорит о необходимости создания высокоточных вибродатчиков.
В настоящее время разработано достаточно много
вибродатчиков, основанных на различных эффектах ( см. главу
2 ). Все они имеют свои преимущества и недостатки. Кроме того,
существуют определенные трудности в теоретическом описании
и моделировании работы вибродатчиков.
Целью дипломной работы являлось исследовоние возможности
использования эффекта автодинного детектирования в
полупроводниковых СВЧ - генераторах на диоде Ганна для
создания измерителей параметров вибрации и особенностей их
работы.

При выполнении дипломной работы были получены следующие
результаты:
1. Проведен анализ современного состояния проблемы измерения
параметров вибрации.
2. Построена теоретическая модель автодинного генератора на
диоде Ганна, описано влияние пространственного положения
нагрузки на параметры элементов эквивалентной схемы.
3. На основе построенной модели составлено две программы для
расчета параметров автодина на диоде Ганна.
4. Проведено моделирование работы автодина на диоде Ганна при
различных напряжениях питания диода Ганна. Установлено, что
данное устройство может использоваться при напряжениях
питания от 4.4 до 5.3 Вольт.
5. Проведено моделирование работы автодина на диоде Ганна при
различных удалениях исследуемого объекта. Установлено, что
практические измерения возможны при расстояниях до объекта
[ n - (n+1) ] /4, n = 0,1,2,..., оптимальные точки для
проведения измерений (4n+1) /8, которые устанавливаются по
максимуму СВЧ - мощности на нагрузке и/или величины
продетектированного на диоде Ганна сигнала.
6. Проведено моделирование работы автодина на диоде Ганна при
различных амплитудах и частотах вибрации исследуемого
объекта. Установлено, что данное устройство
-5
пригодно для измерения вибраций с амплитудами от 10 м.
( чувствительность по напряжению составляет 11 мкВ/мкм.,
-2
по СВЧ - мощности - 30 мкВт/мм. ) до 10 м.
( чувствительность по напряжению 56 мкВ/мкм., по СВЧ-
мощности - 140 мкВт/мм.

Powered by Drupal - Design by artinet