Zpět

Detektor vibrací

Vágner Vlastimil a Fiala Jaromír

Přípravek jsme si vyrobili pro naši potřebu měření vibrací v modelech, strojích, popřípadě i v automobilu (náhrada poslechu pomocí šroubováku). Přípravek ve spojení s PC umožňuje detekovat vibrace a pomocí programu pro zvukovou kartu zjistit tvar signálu. Případně se dá propojit s NF zesilovačem, který může být vybaven i měřidlem. Dále může být použit i ve spojení s osciloskopem. S tímto přípravkem nechceme konkurovat továrním výrobkům, má sloužit hlavně jako inspirace při vlastní výrobě podobného zařízení.

Popis funkce přípravku

Přípravek umožňuje měřit při použití osciloskopu nebo zvukové karty PC (která pomocí vhodného programu může fungovat jako osciloskop) tvar měřeného signálu včetně frekvence. Při připojení přípravku k NF zesilovači můžeme postupným přikládáním sondy do různých míst podle hlasitosti výstupu určit, kde jsou vibrace nejsilnější, a určit tak jejich zdroj (ložisko a podobně).

Popis sondy

Pro výrobu sondy bylo napřed použito elektretového mikrofonu, který byl přilepen na hlavičku šroubku a celek byl pak upevněn do těla hrotu pro DMM. Tato kombinace sice snímala vibrace, ale výsledek nebyl pro naši potřebu uspokojivý. Jako druhá možnost se vyzkoušel snímač z dynamického mikrofonu, kde byl sice výsledek lepší, ale opět neuspokojivý. Poslední možnost padla na použití piezoelementu o průměru zhruba 28 mm, který dříve sloužil v elektronickém budíku. Jeho úprav se ujal kolega zmíněný výše jako spoluautor. Na piezoelementu upravil sílu membrány (sbroušením), čímž zvýšil citlivost, a zmenšil průměr. Celek poté vlepil do plastového víčka a na membránu přilepil hrot z napínáčku. Celek je umístěn v krytu (víčku) tak, aby hrot napínáčku nepatrně převyšoval okraj. Dále byla osazena svorkovnice pro připojení kablíku. Současně jsou ve svorkovnici připojeny dvě antiparalelně zapojené diody - velice důležité: pokud by byl snímač připojen přímo ke zvukové kartě, mohlo by dojít k jejímu zničení (zapojení je na obrázku č. 02). Poté byl doplněn gumový kryt proti prachu a celek byl upevněn v krytu, který již slouží k držení sondy v ruce. Výroba sondy bude určitě individuální dle potřeby.

Popis přípravku

Schéma zapojení přípravku je na obrázku č.01. Zapojení bylo oproti původní verzi uveřejněné v [1] pro naši potřebu upraveno. Napájení je z 9V baterie, kde je rezistory R4 a R8 vytvořen střed GND. Přípravek umožňuje použít na vstupu jako snímač elektretový nebo dynamický mikrofon nebo piezoelement. Při použití elektretového mikrofonu je nutné zapnout vypínač popsaný jako NAP.MIKROFON (napájení mikrofonu) a mikrofon připojit správnými vývody na napájení a snímací konektor. S dynamickým mikrofonem musí být napájecí vypínač vypnutý, stejně tak při použití piezoelementu. Vstup z mikrofonu snímače je přes kondenzátor C1 veden na neinvertující vstup č.3 operačního zesilovače IO1. Vysoký vstupní odpor tohoto vstupu je upraven rezistorem R2. Výstup č.6 z IO1 je připojený na zdířku pro připojení NF zesilovače, osciloskopu nebo PC. Současně je rezistory R3 a R5, R6 nebo R7 (podle přepínače PŘ.1) zavedena do invertujícího vstupu č.2 IO1 záporná zpětná vazba. Zesílení obvodu pro střídavé signály je určeno vztahem Au = 1+(R3/R5) (nebo R6 či R7). S použitými součástkami vychází zesílení 100, 50 a 10. V našem případě je pro PŘ.1 použito přepínače DIP do DPS, který kromě volby zesílení zapíná i napájení elektretového mikrofonu. Celý přípravek je osazený na vrtané univerzální destičce a potřebná propojení jsou provedena pomocí vodičů na straně měděné fólie. DPS je po osazení umístěna do montážní elektroinstalační krabičky. Přípravek po dokončení nevyžaduje žádné nastavování funguje na první zapojení.

Schéma zapojení

Seznam součástek

Programy

Programy pro využití zvukové karty jako osciloskopu se dají volně stáhnout z internetu, program pro záznam zvuku je součástí Windows. Také se dá použít sledovač NF signálu a příslušný obslužný program zobrazující na monitoru hodnotu frekvence v Hz, který se na těchto stránkách rovněž časem objeví.

Použitá literatura

Fotografie přípravku


Fotografie obrazovky se záznamem vibrací holicího strojku


Sonda se zkušební zástrčkou


Hotová sonda po montáži


Montáž přípravku do krabičky


Přípravek použitý s aktivními reproduktory pro PC


Připojení přípravku k externí USB zvukové kartě při testování


Testování přípravku s dynamickým mikrofonem, záznam zvuku

Vágner Vlastimil, Fiala Jaromír

Zpět

Reklamy:
„Mít rád lidi a milovat lidi to je celé tajemství a snad jediný recept na štěstí.“ Jan Werich