CS201293B1 - Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force - Google Patents
Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force Download PDFInfo
- Publication number
- CS201293B1 CS201293B1 CS468878A CS468878A CS201293B1 CS 201293 B1 CS201293 B1 CS 201293B1 CS 468878 A CS468878 A CS 468878A CS 468878 A CS468878 A CS 468878A CS 201293 B1 CS201293 B1 CS 201293B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- excitation
- contactless
- exciting
- vibrator
- force
- Prior art date
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 23
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011545 laboratory measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000013214 routine measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Vynález se týká zařízení pro bezdotykové buzení mechanických systémů a současné měření budicí síly.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for contactless excitation of mechanical systems and simultaneously measuring excitation force.
Dynamické parametry mechanických systémů lze určovat z výsledků experimentálních měření, jsou-li známy jejich komplexní odezvy v závislosti na amplitudě a frekvenci buzení. V současné době jsou k definovanému buzení mechanických systémů používány elektrodynamické, kapacitní nebo elektromechanické vibrátory se snímačem sil, založené nejčastěji na piezoelektrickém principu. Snímače sil je nutno v těchto případech mechanicky upevnit mezi buzený systém a vibrátor, což je v řadě případů zdrojem chyb měření a dalších realizačních potíží. Jisté množství přídavné hmotnosti mezi snímačem síly a měřeným systémem způsobuje, že udávaná síla snímačem síly není exaktní. .Část měřené síly je spotřebována ke „zrychlování“ této· nežádoucí přídavné hmotnosti. Buzení objektu 'v požadovaném místě a směru je značně problematické. Je-li budicí síla zaváděna v požadovaném směru, potom v buzeném místě systému musí být umožněny i všechny zbývající ortogonální druhy pohybů bez omezení. Takové omezený realizované mechanickým napojením snímače síly a vibrátoru, představuje potom neúmyselné a nežádoucí vazební buzení. Mechanické spojení snímače síly a buzeným systémem bývá časově velmi náročné. Ve většině případů nelze realizovat spojení tak, aby systém nebyl znehodnocen pro své původní funkční použití. Prakticky nepřekonatelné potíže s mechanickým spojením vznikají u velmi málo hmotných systémů, které je žádoucí budit do velmi vysokých frekvencí. Použitelnost špičkových elektrodynamických vibrátorů je frekvenčně omezena horní hranicí 20 kHz. Tato frekvenční hranice je však pro řadu strojírenských výrobků velmi nízká a s ohledem na praktické potřeby neuspokojivá.Dynamic parameters of mechanical systems can be determined from the results of experimental measurements if their complex responses are known depending on the amplitude and frequency of excitation. At present, electrodynamic, capacitive or electromechanical vibrators with force sensors are used for defined excitation of mechanical systems, mostly based on piezoelectric principle. In these cases, the force transducers must be mechanically fixed between the excited system and the vibrator, which in many cases is a source of measurement errors and other implementation difficulties. A certain amount of additional weight between the force sensor and the measured system makes the force indicated by the force sensor not exact. Part of the measured force is consumed to “accelerate” this unwanted extra weight. Excitation of the object in the desired location and direction is very problematic. If the excitation force is applied in the desired direction, then all remaining orthogonal types of movement must be allowed at the excited point of the system without restriction. Such limited realization by mechanical connection of the force transducer and the vibrator constitutes inadvertent and undesirable coupling excitation. The mechanical connection of the force transducer to the excited system can be very time consuming. In most cases, the connection cannot be made in such a way that the system is not impaired for its original functional use. Virtually insurmountable mechanical coupling problems arise in very few material systems that are desirable to drive to very high frequencies. The applicability of high-end electrodynamic vibrators is frequency limited by the upper limit of 20 kHz. However, this frequency limit is very low for many engineering products and unsatisfactory due to practical needs.
Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro bezdotykové buzení mechanických systémů a současné měření budicí síly, tvořené bezdotykovým vibrátorem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že bezdotykový vibrátor, uložený na pružném závěsu je pevně spojen s akcelerometrem, orientovaným ve směru buzení.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a device for contactless excitation of mechanical systems and simultaneous measurement of excitation force formed by a contactless vibrator according to the invention, which is characterized in that the contactless vibrator mounted on a flexible suspension is firmly connected to an accelerometer oriented in the direction of excitation.
Příklad provedení je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje uspořádání při užití elektromagnetického nebo kapacitního bezdotykového vibrátoru a obr. 2 představuje uspořádání při užití elektrodynamického bezdotykového vibrátoru.An exemplary embodiment is schematically illustrated in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 represents an arrangement using an electromagnetic or capacitive non-contact vibrator and Fig. 2 represents an arrangement using an electrodynamic non-contact vibrator.
Bezdotykový vibrátor 1 elektromagnetický, kapacitní nebo elektrodynamický je ulo201293 žen v příslušné vzdálenosti od měřeného objektu 3 na pružném závěsu 2 a je pevně spojen s akcelerometrem 5, orientovaným ve směru buzení. Pružný závěs 2 je tvořen například membránou, planžetou nebo soustavou magnetů. V případě použití elektrodynamického vibrátoru (obr. 2) jsou cívky 4 bezdotykového vibrátoru 1 k měřenému objektu 3 natmeleny.The contactless vibrator 1 is electromagnetic, capacitive or electrodynamic is located at a corresponding distance from the object to be measured 3 on the flexible suspension 2 and is firmly connected to the accelerometer 5 oriented in the direction of excitation. The flexible hinge 2 is formed, for example, by a membrane, a foil or a set of magnets. In the case of using an electrodynamic vibrator (Fig. 2), the coils 4 of the non-contact vibrator 1 are bonded to the measured object 3.
Při funkci zařízení umožňuje pružný závěs 2 o určité tuhosti C bezdotykovému vibrátoru 1 o hmotnosti M kmitavý pohyb ve směru buzení x. Je-li cívka vibrátoru 1 napájena střídavým proudem o frekvenci ω, vzniká mezi bezdotykovým vibrátorem 1 a měřeným objektem 3 vzájemně působící střídavá budící síla F o frekvenci ω. Současně udává akcelometr 5, pevně spojený s bezdotykovým vibrátorem 1 zrychlení x. Známe-li tedy hodnotu zrychlení x, hmotnost M vibrátoru 1, uloženého na závěsu 2 o tuhosti C, potom určíme budící sílu ze vztahu F = Mx (1--), kde M je hmotnost vibrátoru s akcelerometrem, x je zrychlení kmitávého pohybu ve směru buzení, ωι je vlastní kruhová frekvence a ω je kruhová frekvence buzení, přičemž vlastní frekvence ωχIn operation, the elastic suspension 2 of a certain stiffness C allows the contactless vibrator 1 of mass M to oscillate in the direction of excitation x. If the coil of the vibrator 1 is supplied with an alternating current of frequency ω, an alternating excitation force F of frequency ω is generated between the contactless vibrator 1 and the measured object 3. At the same time, the accelerometer 5, fixed to the non-contact vibrator 1, indicates the acceleration x. If we know the acceleration value x, the mass M of the vibrator 1 placed on the hinge 2 with the stiffness C, then we determine the excitation force from the relation F = Mx (1--), where M is the mass of the vibrator with accelerometer, x is the acceleration direction of excitation, ωι is the natural circular frequency and ω is the circular frequency of the excitation, with the natural frequency ωχ
kde C je tuhost závěsu 2 a M hmotnost vibrátoru 1 s akcelerometrem 5. V případech, kdy vlastní kruhová frekvence ωχ bude značně nižší, než kruhová frekvence buzení ω, stanoví se budicí síla ze vztahu F = Mx, kde M je hmotnost vibrátoru 1 s akcelerometrem 5 a x je zrychlení kmitavého pohybu ve směru buzení.where C is the stiffness of the suspension 2 and M the weight of the vibrator 1 with the accelerometer 5. In cases where the intrinsic circular frequency ωχ is considerably lower than the circular excitation frequency ω, the excitation force is determined from F = Mx where M is the vibrator mass 1 s The accelerometer 5 ax is the acceleration of the oscillating motion in the direction of excitation.
Vynález lze využít při náročných laboratorních měřeních, při běžných měřeních ve vývoji a výrobě, zvláště potom všude tam, kde se vyžaduje buzení ve vysokých frekvencích.The invention can be used in demanding laboratory measurements, in routine measurements in development and manufacturing, especially wherever high frequency excitation is required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS468878A CS201293B1 (en) | 1978-07-13 | 1978-07-13 | Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS468878A CS201293B1 (en) | 1978-07-13 | 1978-07-13 | Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201293B1 true CS201293B1 (en) | 1980-10-31 |
Family
ID=5390206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS468878A CS201293B1 (en) | 1978-07-13 | 1978-07-13 | Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201293B1 (en) |
-
1978
- 1978-07-13 CS CS468878A patent/CS201293B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3238789A (en) | Vibrating bar transducer | |
| US6089088A (en) | Vibrating microgyrometer | |
| JPH09512106A (en) | Vibratory Gyro Micromachine Transducer | |
| JPH08220125A (en) | Rotational angular velocity sensor | |
| WO2001007875A9 (en) | Coriolis effect transducer | |
| JPH08327650A (en) | Rotation rate sensor | |
| JP2000509812A (en) | Rotational speed gyroscope preventing mutual interference between orthogonal primary and secondary vibrations | |
| CA1140249A (en) | Apparatus for determining and/or controlling a fixed filling level in a container | |
| US4646571A (en) | Method and apparatus for hardness measurement | |
| EP1430311A1 (en) | Sensor for non-contacting electrostatic detector | |
| JP2625364B2 (en) | Touch signal probe | |
| CS201293B1 (en) | Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force | |
| JP7652893B2 (en) | Excitation element | |
| US4802364A (en) | Angular rate sensor | |
| JPH0626852Y2 (en) | Accelerometer | |
| Lee et al. | Driving and detection system of vibrating piezoelectric gyroscope at atmospheric pressure for multi-axial inertia sensor | |
| US3733890A (en) | Apparatus for linearly converting a mechanical quantity into a frequency | |
| JP2001502427A (en) | Method and apparatus for measuring physical quantity | |
| JP3282303B2 (en) | Exciter | |
| GB2215053A (en) | Electro-mechanical oscillating transducer devices | |
| RU2047175C1 (en) | Device for determination of physical and mechanical properties of hide | |
| SU991194A1 (en) | Vibrating wire transducer of force | |
| GB635633A (en) | Improvements in means for measuring, indicating, or utilising very small displacements | |
| SU1337730A1 (en) | Device for determining limit shear stress of viscoplastic materials | |
| SU1749777A1 (en) | Vibrational viscosity meter |