izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-323Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSМногофункциональный виброчастотный измерительный преобразователь силы с цилиндрическим резонаторомТараненкоЮ. К.noemail@neicon.ruОлейникО. Ю.oleinik_o@ukr.netУкраинский государственный химико-технологический университетRussian Federation201807022023074146Copyright © Тараненко Ю.К., Олейник О.Ю., 20232023Тараненко Ю.К., Олейник О.Ю.Тараненко Ю.К., Олейник О.Ю.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/323

Предложена математическая модель многофункционального виброчастотного измерительного преобразователя силы с цилиндрическим резонатором. Резонатор состоит из электромагнитного возбудителя и индукционного приёмника колебаний. Приведены соотношения для оптимальной формы продольных и поперечных колебаний резонатора, при которой достигается максимальная чувствительность к контролируемому параметру и минимизируется энергия, затраченная на возбуждение колебаний резонатора. Получено соотношение сигнал-шум, учитывающее конструктивные параметры приёмника и возбудителя колебаний. Найдена универсальная характеристика виброчастотного измерительного преобразователя частоты колебаний с цилиндрическим резонатором.

A mathematical model of a multifunctional vibro-frequency power transducer with an electromagnetic driver and an induction receiver for oscillations of a cylindrical resonator is obtained. Relations are given for the optimal shape of the longitudinal and transverse oscillations of a cylinder of a cylindrical resonator at which the maximum sensitivity to the monitored parameter is reached and the energy expended in excitation of oscillations of this resonator is minimized. The signal-to-noise ratio expressed through the design parameters of the receiver and exciter is obtained and the universal characteristic of the vibration frequency measuring transducer of the frequency converter of the oscillation with a cylindrical cavity resonator.

многопараметрический измерительный преобразовательэлектромагнитный возбудитель колебанийиндукционный приёмник колебанийцилиндрический резонаторпродольная и поперечная формы колебаний цилиндраmulti-parameter measuring сonverterelectromagnetic exciter of vibrationsthe induction receivercylindrical ferromagnetic resonatorlongitudinal and transverse form of oscillations of the cylinderReferencesAbdallah A., Reichel E. K., Voglhuber-Brunmaier T., Heinisch M., Clara S., Jakoby B. Symmetric mechanical plate resonators for fluid sensing // Sensors and Actuators A: Phys. 2015. V. 232. P. 319-328.Abdallah A., Reichel E. K., Voglhuber-Brunmaier T., Heinisch M., Clara S., Jakoby B. Symmetric mechanical plate resonators for fluid sensing // Sensors and Actuators A: Phys. 2015. V. 232. P. 319-328.Дивин А. Г., Пономарёв С. В., Мозгова Г. В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: учебное пособие. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012.Дивин А. Г., Пономарёв С. В., Мозгова Г. В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: учебное пособие. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012.Oliynyk О., Taranenko Yu., Shvachka A., Chorna O. Development of auto-oscillating system of vibration frequency sensors with mechanical resonator // Eastern-European J. Enterprise Technol. 2017. V. 85. P. 56-60.Oliynyk О., Taranenko Yu., Shvachka A., Chorna O. Development of auto-oscillating system of vibration frequency sensors with mechanical resonator // Eastern-European J. Enterprise Technol. 2017. V. 85. P. 56-60.Malas A., Chatterjee S. Analysis and synthesis of modal and non-modal self-excited oscillations in a class of mechanical systems with nonlinear velocity feedback // J. Sound and Vibration. 2015. V. 334. No. 6. P. 296-318.Malas A., Chatterjee S. Analysis and synthesis of modal and non-modal self-excited oscillations in a class of mechanical systems with nonlinear velocity feedback // J. Sound and Vibration. 2015. V. 334. No. 6. P. 296-318.Malas A., Chatterjee S. Modal self-excitation by nonlinear acceleration feedback in a class of mechanical systems // J. Sound and Vibration. 2016. V. 376. P. 1-17.Malas A., Chatterjee S. Modal self-excitation by nonlinear acceleration feedback in a class of mechanical systems // J. Sound and Vibration. 2016. V. 376. P. 1-17.Hui-Ling Z., Xin-Yin Z. The high precision vibration signal data acquisition system based on the STM32 // Sensors & Transducers. 2014. V. 172. P. 98-104.Hui-Ling Z., Xin-Yin Z. The high precision vibration signal data acquisition system based on the STM32 // Sensors & Transducers. 2014. V. 172. P. 98-104.Xiao-Long W., Lan D., Lei W, Li Hua C. Analysis and experimental concepts of the vibrating wire alignment technique // Chinese Phys. C. 2014. V. 38. No. 11. P. 117010.Xiao-Long W., Lan D., Lei W, Li Hua C. Analysis and experimental concepts of the vibrating wire alignment technique // Chinese Phys. C. 2014. V. 38. No. 11. P. 117010.Arutunian S. G., Bakshetyan K. G., Dobrovolsky N. M., Mailian M. R., Poghosyan L. A., Sinenko I. G., Soghoyan H.E., Vasiniuk I.E., Wittenburg K. Petra proton beam profiling by vibrating wire scanner // Proc. DIPAC. 2005. V. 38. No. 32. P. 181-183.Arutunian S. G., Bakshetyan K. G., Dobrovolsky N. M., Mailian M. R., Poghosyan L. A., Sinenko I. G., Soghoyan H.E., Vasiniuk I.E., Wittenburg K. Petra proton beam profiling by vibrating wire scanner // Proc. DIPAC. 2005. V. 38. No. 32. P. 181-183.Viman L., Lungu S. Electrical coupled model for two coils vibrating wire transducer // 33rd Intern. Spring Seminar IEEE. Electronics Technology (ISSE), 2010. P. 421-426.Viman L., Lungu S. Electrical coupled model for two coils vibrating wire transducer // 33rd Intern. Spring Seminar IEEE. Electronics Technology (ISSE), 2010. P. 421-426.Zhang X. M., Liu G. R., Lam K. Y. Vibration analysis of thin cylindrical shells using wave propagation approach // J. Sound and Vibration. 2001. V. 239. No. 3. P. 397-403.Zhang X. M., Liu G. R., Lam K. Y. Vibration analysis of thin cylindrical shells using wave propagation approach // J. Sound and Vibration. 2001. V. 239. No. 3. P. 397-403.Woodfield P. L. Transient analytical solution for the motion of a vibrating cylinder in the Stokes regime using Laplace transforms // J. Fluids and Structures. 2015. V. 54. P. 202-214.Woodfield P. L. Transient analytical solution for the motion of a vibrating cylinder in the Stokes regime using Laplace transforms // J. Fluids and Structures. 2015. V. 54. P. 202-214.Li X. B. Study on free vibration analysis of circular cylindrical shells using wave propagation // J. Sound and Vibration. 2008. V. 311. No. 3-5. P. 311-667.Li X. B. Study on free vibration analysis of circular cylindrical shells using wave propagation // J. Sound and Vibration. 2008. V. 311. No. 3-5. P. 311-667.Тараненко Ю. К. Автоколебательная система виброчастотного измерителя плотности жидкости с механическим резонатором // Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. 2006. Т. 49. № 12. С. 29-45.Тараненко Ю. К. Автоколебательная система виброчастотного измерителя плотности жидкости с механическим резонатором // Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. 2006. Т. 49. № 12. С. 29-45.Тараненко Ю. К. Градуювання та повірка поточних віброчастотних вимірювачів щільності з диференційним датчиком // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2007. Т. 2/2. № 26. С. 41-47.Тараненко Ю. К. Градуювання та повірка поточних віброчастотних вимірювачів щільності з диференційним датчиком // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2007. Т. 2/2. № 26. С. 41-47.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.