satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-357Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ. ИНФОРМАТИКАINSTRUMENT ENGINEERING. INFORMATICSОБ ИЗМЕРЕНИИ АМПЛИТУД И ПЕРИОДА МИКРОКАЧАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО МАЯТНИКА С ОПОРОЙ КАЧЕНИЯON MEASURING AMPLITUDES AND PERIODS OF PHYSICAL PENDULUM MICRO-SWINGS WITH ROLLING-CONTACT BEARINGРизноокаяН. Н.RiznookayaN. N.

Аспирантка

sat@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201110042011023237Copyright © Ризноокая Н.Н., 20112011Ризноокая Н.Н.Riznookaya N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/357

Рассматриваются метод и средство измерения амплитуд и периодов колебаний физического маятника с опорой качения в режиме микрокачаний, когда амплитуда колебаний существенно меньше угла упругого контакта. Установлено, что основными факторами, ограничивающими точность измерения, являются шумы измерительной цепи, вибрации основания и преобразование аналогового сигнала в цифровой. Предложена новая методика измерений, основанная на оригинальных алгоритмах обработки информации и применении известных методов статистической обработки измерительного сигнала. Получены оценки погрешностей измерения амплитуды колебаний, обусловленных дискретностью преобразования сигнала в фотоприемнике, а также влиянием шумов измерительной цепи. Показано, что применяемые методики позволяют обеспечить измерение амплитуд с погрешностью 0,2 угл. с и измерений периода с погрешностью порядка 10–4 с. Описывается оригинальное средство измерения, включающее механическое и оптическое устройства, а также электрическую цепь преобразования оптического сигнала в электрический измерительный сигнал.

The paper considers a method and an instrument for measuring amplitudes and  periods of physical pendulum oscillations with rolling-contact bearing in the regime of micro-swings when the oscillation amplitude is significantly less of an elastic contact angle. It has been established that the main factors limiting a measuring accuracy are noises of the measuring circuit, base vibration and analog-digital conversion. A new measuring methodology based on original algorithms of data processing and application of the well-known methods for statistic processing of a measuring signal is  proposed in the paper. The paper contains error estimations for measuring oscillation amplitudes justified by discreteness of a signal conversion in a photoelectric receptor and also by the influence of measuring circuit noise. The paper reveals that the applied methodologies make it possible to ensure measuring of amplitudes with an error of 0.2 second of arc and measuring of a period with an error of 10–4 s. The original measuring instrument including mechanical and optical devices and also an electric circuit of optical-to-electrical measuring signal conversion is described in the paper.

 

ReferencesПинегин, С. В. Трение качения в машинах и приборах / С. В. Пинегин. – М. : Машиностроение, 1976. – 312 с.Пинегин, С. В. Трение качения в машинах и приборах / С. В. Пинегин. – М. : Машиностроение, 1976. – 312 с.Карасик, И. И. Методы трибологических испытаний в национальных стандартах стран мира / И. И. Карасик. – М. : Наука и техника, 1993. – 373 с.Карасик, И. И. Методы трибологических испытаний в национальных стандартах стран мира / И. И. Карасик. – М. : Наука и техника, 1993. – 373 с.Материалы конструкционные и смазочные. Методы экспериментальной оценки коэффициента трения : ГОСТ 27640–88 – Введен 01.06.1988. – М. : Госкомитет по стандартам. – 20 с.Материалы конструкционные и смазочные. Методы экспериментальной оценки коэффициента трения : ГОСТ 27640–88 – Введен 01.06.1988. – М. : Госкомитет по стандартам. – 20 с.Bhushan, B. Modern tribology handbook / B. Bhushan. – Bora Raton: CRC Press, 2000. – 1760 p.Bhushan, B. Modern tribology handbook / B. Bhushan. – Bora Raton: CRC Press, 2000. – 1760 p.Джилавдари, И. З. Феноменологическая теория микрокачаний шарика на пятне контакта / И. З. Джилавдари, Н. Н. Ризноокая // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2010. – Т. 5, № 1. – C. 3–12.Джилавдари, И. З. Феноменологическая теория микрокачаний шарика на пятне контакта / И. З. Джилавдари, Н. Н. Ризноокая // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2010. – Т. 5, № 1. – C. 3–12.Александров, А. А. Исследование датчика углового положения на базе квадрантного фотоприемника / А. А. Александров, С. А. Новоселов, М. В. Шахматов // Известия вузов. Приборостроение. – 1987. – № 4. – С. 68–71.Александров, А. А. Исследование датчика углового положения на базе квадрантного фотоприемника / А. А. Александров, С. А. Новоселов, М. В. Шахматов // Известия вузов. Приборостроение. – 1987. – № 4. – С. 68–71.Сергеев, А. Г. Метрология : учеб. пособие для вузов / А. Г. Сергеев, В. В. Крохин. – М. : Логос, 2001. – 408 с.Сергеев, А. Г. Метрология : учеб. пособие для вузов / А. Г. Сергеев, В. В. Крохин. – М. : Логос, 2001. – 408 с.MathCad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95 / пер. с англ. – М. : Информационно-издательский дом «Филинь», 1996. – 712 с.MathCad 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95 / пер. с англ. – М. : Информационно-издательский дом «Филинь», 1996. – 712 с.Джилавдари, И. З. О влиянии адгезии на период свободных микрокачаний маятника / И. З. Джилавдари, А. В. Пилипенко, Н. Н. Ризноокая // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2008. – № 4. – С. 77–83.Джилавдари, И. З. О влиянии адгезии на период свободных микрокачаний маятника / И. З. Джилавдари, А. В. Пилипенко, Н. Н. Ризноокая // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2008. – № 4. – С. 77–83.Mekid, S. A non-linear model for pre-rolling friction force in precision positioning / S. Mekid // Proc. Instn Mech. Engrs Part J: J. Engineering Tribology. – 2004. – Vol. 218, № 4. – P. 305–312.Mekid, S. A non-linear model for pre-rolling friction force in precision positioning / S. Mekid // Proc. Instn Mech. Engrs Part J: J. Engineering Tribology. – 2004. – Vol. 218, № 4. – P. 305–312.

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