SU794617A1 - Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems - Google Patents

Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems Download PDF

Info

Publication number
SU794617A1
SU794617A1 SU792716246A SU2716246A SU794617A1 SU 794617 A1 SU794617 A1 SU 794617A1 SU 792716246 A SU792716246 A SU 792716246A SU 2716246 A SU2716246 A SU 2716246A SU 794617 A1 SU794617 A1 SU 794617A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
generator
frequency
indicator
carrier frequency
Prior art date
Application number
SU792716246A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лонгин Францевич Куликовский
Феликс Матвеевич Медников
Лев Степанович Бекасов
Original Assignee
Куйбышевский Политехнический Инсти-Тут Им.B.B.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куйбышевский Политехнический Инсти-Тут Им.B.B.Куйбышева filed Critical Куйбышевский Политехнический Инсти-Тут Им.B.B.Куйбышева
Priority to SU792716246A priority Critical patent/SU794617A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU794617A1 publication Critical patent/SU794617A1/en

Links

Description

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано для стендовых испытаний механических колебательных систем с целью определения фазочастотных и амплитудно-частотных характеристик при воздействии на систему колебаний низкой частоты.The invention relates to the field of information and measurement technology and can be used for bench tests of mechanical oscillatory systems in order to determine the phase-frequency and amplitude-frequency characteristics when exposed to a low-frequency oscillation system.

Известно устройство для определения динамических характеристик колебательной системы, содержащее датчики колебательного движения, скорости и ускорения и осциллограф £1)· Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 15 ройство для определения частотных характеристик механических колебательных систем, содержащее генератор опорной несущей частоты, индикатор, последовательно соединенные блок умно- 20 жения, фильтр нижних частот и электродинамический возбудитель колебаний и последовательно соединенные трансформаторный преобразователь перемещений, согласующий усилитель и избиратель- 25 ный фильтр, выход которого через соответствующий синхронный детектор соединен с первым и вторым входами индикатора [2J . Ко вторым входам первого ' и второго синхронных детекторов под- 30 ключены соответственно первый и второй выходы генератора опорной несущей частоты.A device is known for determining the dynamic characteristics of an oscillatory system containing oscillatory motion, speed and acceleration sensors and an oscilloscope £ 1) · The closest in technical essence to the invention is a device for determining the frequency characteristics of mechanical oscillatory systems, containing a reference carrier frequency generator, indicator multiplication unit connected in series, a low-pass filter and an electrodynamic exciter of excitation, and a series-connected transformation a displacement transducer, matching amplifier, and a selective 25 filter, the output of which is connected through the corresponding synchronous detector to the first and second inputs of the indicator [2J. The first and second outputs of the reference carrier frequency generator are connected to the second inputs of the first 'and second synchronous detectors 30, respectively.

Недостатком устройства являются относительно большие затраты времени на эксперимент, а также необходимость применения трансформаторного преобразователя сдвоенной конструкции , наличие ортогональных компонент низкочастотного сигнала (аппаратурная реализация которых в диапазоне 0-50 гц относительно сложна), двух модуляторов и избирательных фильтров, что снижает точность работы и надежности устройства.The disadvantage of this device is the relatively large time spent on the experiment, as well as the need to use a transformer converter of dual design, the presence of orthogonal components of the low-frequency signal (the hardware implementation of which in the range of 0-50 Hz is relatively complicated), two modulators and selective filters, which reduces the accuracy and reliability devices.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства.The aim of the invention is to increase the speed and reliability of the device.

Эта цель достигается тем, что в него введен генератор перестраиваемой несущей частоты, выход которого соединен с обмоткой возбуждения трансформаторного преобразователя перемещений и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с первым выходом генератора опорной несущей частоты.This goal is achieved by the fact that a tunable carrier frequency generator is introduced into it, the output of which is connected to the excitation winding of the transformer displacement transducer and to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the first output of the reference carrier frequency generator.

Представлена структурная схема устройства на чертеже, где обозначены генератор перестраиваемой несущей частота 1, трансформаторный преобразователь перемещений 2, исследуемый Объект 3, блок умножения 4, генератор опорной несущей частоты 5, фильтр нижних частот 6, электродинамический возбудитель колебаний 7, согласующий усилитель 8, избирательный фильтр 9, синхронные детекторы 10 и 11 и индикатор 12.The structural diagram of the device is shown in the drawing, where a tunable carrier frequency generator 1, a transformer displacement transducer 2, an object under study 3, a multiplication unit 4, a reference carrier frequency generator 5, a low-pass filter 6, an electrodynamic vibration exciter 7, matching amplifier 8, a selective filter are indicated 9, synchronous detectors 10 and 11 and indicator 12.

Генератор 1, соединенный с обмоткой возбуждения преобразователя 2 (шток которого связан с исследуемым· . объектом 3) и одним из входов блока умножения 4. К другому входу блока умножения 4 подключен генератор 5 с ортогональными выходами. Выход блока умножения 4 через фильтр б подключен к электродинамическому возбудителю колебаний 7, жестко связанного с исследуемым объектом 3. Выход преобразователя 2 через усилитель 8 и фильтр 9 подключен к синхронным демодуляторам 10 и 11, выходы которых соединены с индикатором 12.Generator 1 connected to the excitation winding of transducer 2 (the rod of which is connected to the object under study.. 3) and one of the inputs of the multiplication unit 4. A generator 5 with orthogonal outputs is connected to another input of the multiplication unit 4. The output of the multiplication unit 4 through the filter b is connected to the electrodynamic exciter of oscillations 7, rigidly connected with the object under study 3. The output of the converter 2 through the amplifier 8 and the filter 9 is connected to synchronous demodulators 10 and 11, the outputs of which are connected to the indicator 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

НапряжениеVoltage

I = 1, 2, ...η генератора 1 автоматически (в дискретном режиме) перестраиваемой несущей частоты и напряжение υο(€)=ϋοη,0ΟδΙυο·€ генератора 5 перемножаются блоком умножения 4, на выходе которого появляется сигнал (7)I = 1, 2, ... η of the generator 1 automatically (in discrete mode) of the tunable carrier frequency and the voltage υ ο (€) = ϋ οη , 0ΟδΙυ ο · € of the generator 5 are multiplied by the multiplication unit 4, at the output of which a signal appears (7 )

Значение параметра у; задается таким образом, что разность ωο- Л ί может принимать значения 0 · 6 подает на электродинамическ....___ будитель колебаний Ί сигнал · создавая знакопеременные колебания в исследуемом объекте 3. Шток преобразователя 2 движется на закону .(3) где К - коэффициент преобразования, и модулирует напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения. В результате в ’измерительной обмотке возникает ЭДС. <3«ϋ=κ {cosiu^t+Q^+cosna^-Za^-t-^l},^ ) Фильтр 9 выделяет сигнал Ij (t) = » K^EjCos ( ur# t* ) , а синхронные детекторы 10 и 11 при помощи ортогональных сигналовThe value of the parameter y; is set in such a way that the difference ω ο - Л ί can take the values 0 · 6 sends to the electrodynamically ....___ oscillation wake Ί signal · creating alternating oscillations in the object under study 3. The rod of the transducer 2 moves according to the law. (3) where К is the conversion coefficient, and modulates the voltage supplied to the field winding. As a result, an EMF appears in the measurement winding. < 3 "ϋ = κ {cosiu ^ t + Q ^ + cosna ^ -Za ^ -t- ^ l}, ^) Filter 9 selects the signal Ij (t) =" K ^ EjCos (ur # t *), and synchronous detectors 10 and 11 using orthogonal signals

4Λ>=и 4>=LUsinuJt' генератора 5 осуществляют его преобразование. При этом на выходе детекторов компо•нента e4(t)=КаЕ4 sin(2си0*<-Ю (a)(5) подавляется, а . · .4Λ> = and 4> = L U sinuJt 'of the generator 5 carry out its transformation. At the same time, at the output of the detectors, the component e 4 (t) = K a E 4 sin (2ci 0 * <- 10 (a) (5) is suppressed, a. ·.

; e1(£)=KE;lcos(aj>*-q’)сад: ; e 1 (£) = KE ; l cos (aj> * - q ') garden:

х э° .x e °.

IQIQ

A itC,' фиЛЬТр скищ воз40 раскладывается- на ортогональные составляющие. В результате на индикатор 12 поступают напряжения соаЧЧа) и(6) где Е^·, Е£ характеризуют амплитуду колебания механической системы,A itC, 'FILTER skysh vos40 is decomposed - on orthogonal components. As a result, the indicator 12 receives the voltages ω) and (6) where E ^ ·, E £ characterize the vibration amplitude of the mechanical system,

- сдвиг фаз между точкой возбуждения и точкой измерения механической конструкции. Получаемый при помощи генератора автоматически перестраиваемой несущей частоты ряд дискретных значений параметра Я- позволяет снять (по точкам) амплитуднофазовую частотную характеристику исследуемого объекта.- phase shift between the point of excitation and the point of measurement of the mechanical structure. The series of discrete values of the parameter I– obtained with the help of a generator of automatically tunable carrier frequency makes it possible to remove (by points) the amplitude-phase frequency response of the object under study.

В результате использования в схеме указанного генератора и блока умножения (демодулятора) значительно сокращены времязатраты на эксперимент и .устранена необходимость применения дорогостоящих низкочастотных генераторов с квадратурным выходом, преобразователей перемещений сдвоенной конструкции и двух избирательных фильтров, что значительно удешевляет устройство.As a result of the use of the indicated generator and the multiplication unit (demodulator) in the circuit, the time required for the experiment was significantly reduced and the need to use expensive low-frequency generators with quadrature output, dual-design displacement transducers, and two selective filters was eliminated, which significantly reduces the cost of the device.

Claims (2)

Изобретение относитс  к области информационно-измерительной техники и может быть использовано дл  стендовых испытаний механических колебательных систем с целью определени  фазочастотных и амплитудно-частотных характеристик при воздействии на сис тему колебаний низкой частоты. Известно устройство дл  определени  динамических характеристик колебательной систекы, содержащее датчики колебательного движени , скорости и ускорени  и осциллограф . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  частотньнс ха рактеристик механических колебательных систем, содержащее генератор опо ной несущей частоты, индикатор, последовательно соединенные блок умножени , фильтр нижних частот и электродинамический возбудитель колебаний и последовательно соединенные трансф маторный преобразователь перемещений согласукиций усилитель и избирательный фильтр, выход которого через соответствующий синхронный детектор со динен с первым и вторьвл входами индикатора 2 . Ко втоЕ«лм входам первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно первый и второй выходы генератора опорной несущей частоты. Недостатком устройства  вл ютс  относительно большие затраты времени на эксперимент, а также необходи aocть применени  трансформаторного преобразовател  сдвоенной конструкции , наличие ортогональных компонент низкочастотного сигнала (аппаратурна  регшизаци  которых в диапазоне 0-50 ГЦ относительно сложна), двух модул торов и избирательных фильтров, что снижает точность работы и надежности устройства. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и нгщежности устройства. Эта цель достигаетс  тем, что в него введен генератор перестраиваемой несущей частоты, выход которого соединен с обмоткой возбуждени  трансформаторного преобразовател  перемещений и с первым входом блока умножени , второй вход которого соединен с первым выходом генератора опорной несущей частоты. Представлена структурна  схема устройства на чертеже, где обозначены генератор перестраиваемой несущей частота 1, трансформаторный преобра зователь перемещений 2, исследуемый объект 3, блок умножени  4, ренераtop опорной несущей частоты 5, фильт нижних частот 6, электродинамический возбудитель колебаний 7, согласующий усилитель 8, избирательный фильт ;9, синхроннйе детекторы 10 и 11 и индикатор 12. Генератор 1, соединенный с обмоткой возбуждени  преобразовател  2 (шток которого св зан с исследуемыМ . объекте 3} и одним из входов блока умножени  4. К другому входу блока умножени  4 подключен генератор 5 с ортогональными выходами. Выход бло ка умножени  4 через фильтр б подклю чен к электродинамическому возбудите лю колебаний 7, жестко св занного с исследуе1 йлм объектом 3. Выход преобразовател  2 через усилитель 8 и фил 9 подключен к синхронным демодул торам 10 и 11, выходы которых соединены с индикатором 12. Устройство работает следующим образом. Напр жение U-(t)U-j COS{y--t),J I 1, 2, ...n генератора 1 автомати чески (в дискретном режиме) перестра ваемой несущей частоты и напр жение Up(t)UQ COSCygt генератора 5 перемножаютс  блоком умножени  4, на выходе которого по вл етс  сигнал /).C ° 4-rc 05KTiH 4,f)(y,{-t) (О Значение параметра ; задаетс  та КИМ образом, что разность CUp-y -Sl может принимать значени  О i-i,фил 6 подает на электродинамическ1Ш возбудитель колебаний 7 сигнал Jif) создава  знакопеременные колебани  в исследуемом объекте 3. Шток преобразовател  2 движетс  на закону x()KU.U,co.CSl.t-). .(3) где К - коэффициент преобразовани , и модулирует напр жение подаваемое на обмотку возбуждени . В результате в измерительной обмотке возникает ЭДС. )K Б lcos{ajQt ip)+cosn(aj,-2a;-),C ) Фильтр 9 выдел ет сигнал 13(1) KjEjCos ( w f f ) , a синхронные детекторы 10 и 11 при помощи ортогональных сигналов Jo) генератора 5 осуществл ют его преобразование . При этом на выходе детекторов компо .нента e(t)K,E4 3ln(2ajQt -q) (О) С5) подавл етс , а .-. -. , е()к ЕзС08()(Ь}(5); раскладываетс - на ортогональные составл ющие , В результате на индикатор 12 поступают напр жени  e, ) и С6) где Е, Е характеризуют амплитуду колебани  механической системы, Cf - сдвиг фаз между точкой возбуждени  и точкой измерени  механической конструкции. Получаемый при помощи генератора автоматически перестраиваемой несущей частоты у р д дискретных значений параметраП- пбз вол ет сн ть (по точкам) амплитуднофазовую частотную характеристику исследуемого объекта. В результате использовани  в схеме указанного генератора .и блока умножени  (демодул тора) значительно сокращены врем затраты на эксперимент и .устранена необходимость применени  дорогосто щих низкочастотных генера-. торов с квадратурным выходом, преобразователей перемещений сдвоенной конструкции и двух избирательных филь .тров, что значительно удешевл ет устройство . Формула изобретени  Устройство дл  определени  частотных характеристик механических колебательных систем, содержащее генера- . тор опорной несущей частоты, индикатор , последовательно соединенные .блок умножени , фильтр нижних частот и электродинамический возбудитель колебаний и последовательно соединенные трансформаторный преобразователь перемещений, согласующий усилитель и избирательный фильтр, выход которого через соответствующий синхронный детектор соединен с первым и вторым входами индикатора, а ко вторым втодам первого и второго синхронных детекторов подключены-соответственно первый и второй выходы генератора опорной несущей частоты, отличающеес   тем, что, с целью повьилени  быстродействи  и надежности устройства , оно содержит генератор перестраиваемой несущей частоты, выход которого соединен с обмоткой возбуждени  трансфррматорного преобразовател  перемещений и с первым входс € блока умножени , второй вход которого соединен с первьш выходом генератора опорной несущей частоты. Источники информации, rrpuHfirae во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 573798, кл. G 05 В 23/02, 16.02.78. The invention relates to the field of information-measuring equipment and can be used for bench testing of mechanical oscillatory systems in order to determine the phase-frequency and amplitude-frequency characteristics when subjected to a system of low-frequency vibrations. A device for determining the dynamic characteristics of an oscillating system, comprising oscillatory motion, velocity and acceleration sensors, and an oscilloscope, is known. The closest to the technical essence of the invention is a device for determining the frequency characteristics of mechanical oscillatory systems, comprising an oscillator carrier frequency, an indicator, a series-connected multiplier, a low-pass filter and an electrodynamic oscillator and a series-connected transformer of displacements of matching of the amplifier and selective filter, the output of which is through the corresponding synchronous detector with dinene from the first and second input mi indicator 2. The second and second inputs of the first and second synchronous detectors are connected to the first and second outputs of the reference carrier generator, respectively. The drawback of the device is a relatively large investment of time for the experiment, as well as the need for using a transformer converter with a double structure, the presence of orthogonal components of the low-frequency signal (the hardware of which is 0–50 HZ is relatively complex), two modulators and selective filters, which reduces the accuracy operation and reliability of the device. The aim of the invention is to increase the speed and reliability of the device. This goal is achieved by introducing a tunable carrier frequency generator, the output of which is connected to the excitation winding of the transformer displacement converter and to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the first output of the reference carrier frequency generator. A block diagram of the device is shown in the drawing, where the tunable carrier frequency 1, the transformer displacement converter 2, the object under study 3, the multiplication unit 4, the regeneration of the reference carrier frequency 5, the low pass filter 6, the electrodynamic exciter 7, the matching amplifier 8, the selective filter; 9, synchronous detectors 10 and 11 and indicator 12. Generator 1 connected to the excitation winding of converter 2 (the rod of which is connected to the object under study 3} and one of the inputs of the multiplication unit 4. K Another input of multiplication unit 4 is connected to an oscillator 5 with orthogonal outputs. The output of multiplication unit 4 through the filter is connected to the electrodynamic oscillator 7, which is rigidly connected to the object 3. 3. The output of the converter 2 is connected through an amplifier 8 and phil 9 to synchronous demodulators 10 and 11, the outputs of which are connected to indicator 12. The device operates as follows: The voltage U- (t) Uj COS {y - t), JI 1, 2, ... n of the generator 1 is automatically (in discrete mode) tunable carrier frequency and voltage Up (t) UQ COSCygt generator 5 multiplied by multiplier 4, at the output of which the signal appears: /). C ° 4-rc 05KTiH 4, f) (y, {- t) (O Parameter value; the CIM is specified in such a way that the difference CUp-y -Sl can take the values O ii, fil 6 sends to the electrodynamic oscillator 7 a signal Jif) creating alternating oscillations in the object under study 3. The transducer rod 2 moves on the x () law KU.U, co.CSl.t-). (3) where K is a conversion factor, and modulates the voltage applied to the field winding. As a result, an emf arises in the measuring winding. ) K B lcos (ajQt ip) + cosn (aj, -2a ;-), C) Filter 9 selects the signal 13 (1) KjEjCos (wff), and the synchronous detectors 10 and 11 using the orthogonal signals Jo) of the generator 5 performs are his transformation. At the same time, at the output of the detector components of the component, e (t) K, E4 3ln (2ajQt -q) (O) C5) is suppressed, and .-. -. , e () to EС08 () (b} (5); decomposed into orthogonal components, as a result, indicator 12 receives voltages e,) and C6) where E, E characterize the amplitude of oscillations of the mechanical system, Cf is the phase shift between the excitation point and the measuring point of the mechanical structure. A series of discrete values of the parameter P-pbz, obtained by means of a generator of automatically tunable carrier frequencies, will remove (on points) the amplitude-phase frequency response of the object under study. As a result of using the specified oscillator and the multiplier (demodulator) in the circuit, the time spent on the experiment was significantly reduced and the need for expensive low-frequency oscillators was eliminated. quadrature output transducers, dual transducer displacement transducers and two selective filters, which significantly reduces the cost of the device. Claims of Invention A device for determining the frequency characteristics of mechanical oscillatory systems, comprising: reference carrier torus, indicator, series-connected multiplication unit, low-pass filter and electrodynamic oscillator and series-connected transformer displacement transducer, matching amplifier and selective filter, the output of which is connected to the first and second indicator inputs through the corresponding synchronous detector, and to the second In the first and second synchronous detectors, the first and second outputs of the reference carrier generator are connected, respectively; in that, for the purpose povileni performance and reliability of the device, it comprises a tunable carrier frequency generator, whose output is connected to the excitation winding transfrrmatornogo displacement transducer and a first vhods € multiplying unit, a second input coupled to an output of the reference pervsh carrier frequency. Sources of information, rrpuHfirae into account during the examination 1. Author's certificate of the USSR 573798, cl. G 05 B 23/02, 16.02.78. 2.Авторское свидетельство СССР 324612, кл. G 05 В 23/02, 1970 (прототип).2. Authors certificate of the USSR 324612, cl. G 05 B 23/02, 1970 (prototype).
SU792716246A 1979-01-24 1979-01-24 Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems SU794617A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792716246A SU794617A1 (en) 1979-01-24 1979-01-24 Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792716246A SU794617A1 (en) 1979-01-24 1979-01-24 Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU794617A1 true SU794617A1 (en) 1981-01-07

Family

ID=20806662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792716246A SU794617A1 (en) 1979-01-24 1979-01-24 Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU794617A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10253339A (en) Method and apparatus for measurement by utilizing sound wave
US4117731A (en) Pseudo continuous wave instrument
CA1257920A (en) Measurement of wave propagation power flow in structures
SU794617A1 (en) Device for determining frequency characteristics of mechanical oscillatory systems
JPH01293854A (en) Ultrasonic doppler blood flow apparatus
JPS6225962B2 (en)
US8432958B2 (en) Apparatus for measuring jitter transfer characteristic
JPS6352684B2 (en)
JP3609177B2 (en) Correlation function measurement method and apparatus
SU894631A1 (en) Method of determining acoustic energy flux
SU939956A1 (en) Ultrasound vibration meter
JP5070787B2 (en) Surface acoustic wave measuring apparatus and method
SU1219978A1 (en) Amplitude-phase analyser of periodic voltage harmonics
SU721678A1 (en) Method and device for determining two components of mechanical oscillations of a structure
SU847118A1 (en) Device fo testing objects at resonance frequencies
SU530259A1 (en) Phase correlation phono frequency and amplitude measure of the harmonic signal
SU662829A1 (en) Cyclic vibrodisplacement measuring device
RU99114439A (en) METHOD FOR SINGLE-CHANNEL RADIO DETECTING OF QUASIGHARMONIC SIGNALS WITH THE MINIMUM NUMBER OF MOVABLE UNDIRECTED ANTENNA ELEMENTS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2191420C2 (en) Method for estimating amplitude- and phasefrequency response characteristics of control systems
RU2093808C1 (en) Method determining relative coefficients of damping of vibratory and oscillatory systems
SU785756A1 (en) Material quality control apparatus
SU1366897A1 (en) Device for vibration tests
SU324612A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION
SU685982A1 (en) Method of measuring parameters of shaft rotation
SU926538A1 (en) Device for measuring vibration converter phase characteristics