CN1477381A

CN1477381A - 同步锤击模态测试控制装置

Info

Publication number: CN1477381A
Application number: CNA031415490A
Authority: CN
Inventors: 周海亭; 陈光冶
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-02-25

Abstract

同步锤击模态测试控制装置是用来测量转子在旋转状态下的频响函数。主要包括触发电路、驱动电路、复位控制电路、延时控制电路、锤头执行机构。该发明利用转子旋转后输出的键脉冲信号，控制锤头敲击动作的时间和敲击后锤头弹起的时间，以保证每次敲击点的位置与键脉冲信号同步。从而使多次平均的频响函数曲线能反映实际系统的传递特性。本发明具有装置简单，电路实现容易，操作方便，性能稳定、可靠，有良好的精度，可控制敲击力的大小、方向与转速信号同步等优点，可取代人工敲击操作的方法。

Description

同步锤击模态测试控制装置

技术领域：本发明涉及的是一种模态测试控制装置，特别是一种用于测量转子在旋转情况下的频响函数的同步锤击模态测试控制装置，属于机械结构模态分析与试验技术领域。

背景技术：用锤击法进行结构模态测试，是振动测量中很成熟的方法之一。该方法一般采用人工敲击，具有灵活，方便，简单易行，测试速度快等特点而被广泛采用。锤击法能量较小，敲击力大小及方向也不易控制，一般锤击法都需采用多次平均以获得较稳定的测量数据。但在动态情况下用锤击法测试结构的模态，难以保证每次敲击力相同和敲在同一点位置，因此为提高信噪比使用多次平均就失去意义。对于转子系统在旋转情况下的模态测试，要得到系统的传递特性，必须在转子处于旋转状态下对其进行敲击试验，要保证每次敲击位置不变。由于实际系统刚度不对称、油膜刚度和阻尼的影响，即使采用等时间间隔方式敲击，也不能保证敲击点位置不变。

发明内容：为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提出一种装置简单，操作方便，性能稳定可靠，锤头的敲击时间和敲击后锤头弹起的时间可控制的同步锤击模态测试控制装置。能保证每次敲击位置在同一点上，从而使多次平均的频响函数曲线能反映实际系统的传递特性。

本发明主要包括：触发电路、驱动电路、复位控制电路、延时控制电路和锤头执行机构。在转子轴端的径向开一键槽，并在键槽附近设置一电涡流传感器，电涡流传感器的输出端经整形、隔直电路与触发电路输入端连接，触发电路输出端与驱动电路输入端连接，驱动电路通过继电器触点与延时控制电路、锤头执行机构电连接，延时控制电路通过继电器触点与复位控制电路电连接。电涡流传感器输出的键相位(键脉冲)信号，经整形、隔直，得到方脉冲信号，用作J-K主从触发器的时钟信号，当J-K主从触发器处在等待状态时(输出为低电平)，便可以触发翻转，使输出状态转换为高电平，从而驱动控制延时电路系统，控制锤头完成预定的一次敲击，并且在敲击完成后，使J-K主从触发器回到等待状态。

触发电路采用CMOS集成芯片一MC14027B双J-K主从触发器，它将键脉冲信号输入后触发电路翻转，每一块芯片含有两组主从J-K翻转控制块，每一组翻转块的输入信号J、K预置、清除及时钟都是相互独立的。输出状态完全由输入端四个信号J、K、Set、Reset的组合决定。

本发明具有电路容易实现，使用方便，测量数据稳定、可靠，有良好的精度，控制敲击力的大小、方向和转子同步等优点。

附图说明：

图1是同步锤击模态测试控制装置原理示意图。

图2是触发电路原理图

图3是驱动电路原理图

图4是复位控制电路原理图

图5是延时控制电路原理图

图6是锤头执行机构电路原理图

图中1是触发电路，2是驱动电路，3是复位控制电路，4是延时控制电路，

5是锤头执行机构电路，6是电磁铁，7是锤头。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明主要包括触发电路1，驱动电路2，复位控制电路3，延时控制电路4，锤头执行机构5。

在转子轴端的径向开一键槽，并在键槽附近设置一电涡流传感器，电涡流传感器的输出端经整形、隔直电路与触发电路1输入端连接，触发电路1输出端与驱动电路2输入端连接，驱动电路2通过继电器J₁触点与延时控制电路4、锤头执行机构5电连接，延时控制电路4通过继电器J₃触点与复位控制电路3电连接。在复位控制电路3中安装有复位开关k₂，在触发电路1输入端接有执行开关k₁。

试验前先接通电源，整个系统处在初始状态，触发电路1的输入端(S＝0，R＝1)，对应的输出状态为(Q＝0)，此时即使键脉冲信号输入，触发电路1的状态也不会改变。驱动电路2、复位控制电路3和延时控制电路4中的继电器J₁、J₂、J₃线圈处在断电状态，锤头执行机构5中的J_1-2闭合，电磁铁6通电吸合，锤头7被吸住。

试验时，先按一下复位开关k₂，复位控制电路3接通，继电器J₂通电，常开触点J_2-2闭合，回路自锁；与此同时，常闭触点J_2-1断开，触发电路输入端变成(S＝0，R＝0)，此时，主从触发器处于“等待”状态(Q不变，仍等于0)。

需要锤头敲击时，则按一下开关k₁，键脉冲输入，触发器将翻转为(Q＝1)，使得开关管T₁导通，继电器J₁线圈通电，常闭触点J_1-2断开，锤头执行机构5中的电磁铁6断电，锤头7便立即释放敲击在转子上。与此同时，常开触头J_1-1闭合，使延时控制电路4中的继电器J₃的线圈通电，经过约0.1秒的延时后，复位控制电路3中的常闭触头J_3-1才断开，导致继电器J₂断电，其所有触点复位(J_2-2断开，J_2-1闭合)，触发电路1立即复位(输入端S＝0，R＝1)，输出端Q重新变为低电平，驱动电路2中的开关管T₁被截止，继电器J₁断电复位，此时，J_1-1又断开，锤头执行机构5中的常闭触点J_1-2又接通，电磁铁6通电吸合，重新吸回锤头7，回到初始状态。需要下一次敲击时，先按复位开关k₂，使系统处在等待状态，再按触发电路1中的执行开关k₁，就可进行一次敲击。当转子的转速稳定和敲击延时稳定，就能保证每次的敲击在转子同一位置。

Claims

1、一种同步锤击模态测试控制装置，主要包括触发电路(1)、驱动电路(2)、复位控制电路(3)、延时控制电路(4)、锤头执行机构(5)，其特征在于：在转子轴端的径向开一键槽，并在键槽附近设置一电涡流传感器，电涡流传感器的输出端经整形、隔直电路与触发电路1输入端连接，触发电路1输出端与驱动电路2输入端连接，驱动电路2通过继电器J₁触点与延时控制电路4、锤头执行机构5电连接，延时控制电路4通过继电器J₃触点与复位控制电路3电连接。在复位控制电路3中安装有复位开关k₂，在触发电路1输入端接有执行开关k₁。