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 PDF

Info

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
Application number
CS468878A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Zdenek Dolezal
Zdenek Hujecek
Original Assignee
Zdenek Dolezal
Zdenek Hujecek
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 Zdenek Dolezal, Zdenek Hujecek filed Critical Zdenek Dolezal
Priority to CS468878A priority Critical patent/CS201293B1/en
Publication of CS201293B1 publication Critical patent/CS201293B1/en

Links

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)

Zařízení pro bezdotykové buzení mechanických systémů a současné měření budicí síly, tvořené bezdotykovým vibrátorem, vyznačené tím, že bezdotykový vibrátor (1), uložený na pružném závěsu (2), je pevně spojen s akcelerometrem (5), orientovaným ve směru buzení.Device for contactless excitation of mechanical systems and simultaneous measurement of excitation force formed by a contactless vibrator, characterized in that the contactless vibrator (1) mounted on a flexible suspension (2) is firmly connected to the accelerometer (5) oriented in the direction of excitation.
CS468878A 1978-07-13 1978-07-13 Device for contactless exciting of mechanical systems and simmultaneous measuring of the exciting force CS201293B1 (en)

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)

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