CS210268B1 - Zařízení pro měření kmitočtu a útlumu mechanicky kmitajících těles - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zařízení pro měření kmitočtu a útlumu mechanicky kmitajících těles pomocí viditelného nebo neviditelného záření, popř. pole, přerušováním paprsku clonou zvláštního tvaru. Podstata zařízení spočívá v tom, že clona umístěná mezi zdrojem záření a detektorem je opatřena 'bud alespoň jedním otvorem nebo alespoň: jednou částí nepropustnou pro záření nebo pole, přičemž s měřeným kmitajícím tělesem je pevně spojená buď jen clona nebo zdroj a detektor nebo jen zdroj. Výstupní signál snímače je tvořen obdélníkovými impulsy, takže zpracování, přenos a zesílení nevyžadují dodržení linearity. Zařízeni jé možno využít při laboratorních zkouškách i v průmyslu pro kontrolu překročení (poklesu) amplitud kmitajících těles s možností automatického vyhodnocování ze skokové změny opakovači frekvence impulsů. Základní provedení zařízení je na obr. č. 1.

Description

Vynález řeší zařízení pro měření kmitočtu a útlumu mechanicky kmitajících těles pomocí viditelného nebo neviditelného záření, popřípadě pole, přerušováním paprsku clonou zvláštního tvaru.

Dosud známé snímače, vhodné pro měření kmitočtu a útlumu, jsou tensometrické, indukční, odporové, kapacitní, optické, pneumatické a jiné snímače, které pracují vždy tak, že výstupní veličina jako napětí, proud, tlak aj. je úměrná vychýlení tělesa z klidové polohy. Zajištění linearity, tj. přímé úměrnosti mezi výchylkou kmitajícího tělesa a hodnotou výstupní veličiny je velmi obtížné, klade na snímače, převodníky, zesilovače a přenos značné požadavky. Většina zařízení pro měření kmitočtů a útlumu kmitajících těles ovlivňuje svou hmotností nebo třením jejich kmitočty a útlumy. . Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, jímž lze měřit kmitočty a útluihy mechanicky kmitajících těles pomocí viditelného nebo neviditelného záření, případně pole, přerušováním paprsků clonou zvláštního tvaru. Jeho podstata spočívá v tom, že clona umístěná mezi zdrojem záření a detektorem je opatřena bud alespoň jedním otvorem nebo alespoň jednou částí nepropustnou pro záření nebo pole, přičemž s měřeným kmitajícím tělesem je pevně spojena bud jen clona nebo zdroj a detektor anebo jen zdroj. Výstupní signál Ze. snímače je tvořen obdélníkovými impulsy, na jejichž zkreslení již téměř nezáleží, takže jejich zpracování, přenos á zesílení nevyžaduje dodržení linearity.

Kmitočet se vyhodnocuje z počtu impulsů za jednotku času, útlum z počtu impulsů mezi skokovou změnou počtu impulsů na kmit kmitajícího tělesa. Tento počet impulsů je úměrný počtu kmitů mezi dvěma zvolenými amplitudami. Zařízení umožňuje měřit pomoci jedné clony útlumy s konstantním i nekonstantním logaritmickým dekrementem útlumu.

<Na kmitající těleso může být připevněna jen clona, která svou nízkou hmotností neovlivňuje kmitočet kmitajícího tělesa ani jeho útlum.

Na obr. 1 je příklad provedení zařízení podle vynálezu s clonou se dvěma otvory a na obr. 2 se dvěma neprůchodnými částmi. Na obr. 3 až 5 je znázorněna funkce provedení podle obr. 1.

Na připojeném obr. 1 je znázorněn příklad provedení clony 1 se dvěma otvory, připevněné ke kmitajícímu tělesu 2; šipkami je vyznačen směr kmitání, amplitudy A_u A₂, A₃ a A₄, podle jejichž zvolené velikosti je clona navržena. Paprsek 6 vychází ze zdroje 3 a je detekován detektorem 4.

Na obr. 2 je znázorněna clona, tvořená dvěma částmi neprůchodnými 5 v místech otvorů v cloně podle obr. 1.

Na obr. 3 je znázorněno kmitání clony podle obr. 1 vzhledem k procházejícímu paprsku při amplitudách větších, než je amplituda Ai.

Ve spodní části obr. 3 je znázorněn průběh výstupního signálu snímače. Na jeden kmit kmitajícího tělesa připadají čtyři impulsy.

Na obr. 4 je znázorněno kmitání clony podle obr. 1 vzhledem k procházejícímu paprsku při amplitudách menších, než je amplituda A₂, ale větších, než je amplituda A₃. V tomto rozsahu amplitud připadají ria jeden kmit kmitajícího tělesa dva impulsy.

Na obr. 5 je znázorněno kmitání clony podle obr. 1 vzhledem k procházejícímu paprsku při amplitudách menších, než je amplituda A₄. Ze snímače nevycházejí žádné impulsy.

Základní použití zařízení podle vynálezu je při určování frekvence a útlumu tělesa kmitajícího tlumenými kmitý. Otvory v cloně jsou upraveny tak, aby na počátku tlumeného kmitání byly amplitudy větší než amplituda Ap Ze snímače vycházejí na jeden kmit tělesa čtyři impulsy. Impulsy možno zaznamenávat po převedení do elektrické polohy např. oscilografem. V okamžiku, kdy amplituda kmitajícího tělesa se bude právě rovnat amplitudě A_b spojí se příslušné dva sousední impulsy v jeden.

Tím se skokově změní počet impulsů ze čtyř na tři na jeden kmit kmitajícího tělesa. Po poklesu amplitud pod velikost amplitudy A₂ se změní skokově počet impulsů ze tří na dva na jeden kmit kmitajícího tělesa. Po poklesu amplitud pod amplitudu A₃ : bude připadat jeden impuls na jeden kmit kmitajícího tělesa a po poklesu amplitud pod amplitudu A₄ impulsy zcela zaniknou.

Z počtu impulsů za jednotku času určíme frekvenci, z počtu impulsů mezi skokovými změnami jejich kmitočtu, tj. ze čtyř na tři impulsy na kmit a ze dvou na jeden, ze tří na dva a zánikem impulsů určíme počet amplitud mezi amplitudami A, a A₃ i A₂ a A₄. Známedi · ještě poměry amplitud Aj/A₃ a A₂/A₄, vypočteme logaritmické dekrementy útlumu.

Clonu je možno vyrobit i s jedním otvorem, potom zkoumáme jen dvě úrovně amplitud. Je možno vyrobit i clonu s více otvory a zkoumat kmitání na větším počtu úrovní amplitud. Clonu je možno zhotovit i podle obr. 2, tj. obráceně, části zobrazené na obr. 1 jako otvory mohou být plné a naopak. Clonu je možno spojit s kmitajícím tělesem jako na obr. 1 a 2, nebo umístit mimo ně. Potom musí být s kmitajícím tělesem spojen zdroj záření a snímač nebo jen zdroj záření.

Zařízení je možno použít i pro kontrolu překročení nebo poklesu amplitud kmitajících těles s možností automatického vyhodnocování překročení nebo poklesu zařízením reagujícím na skokovou změnu opakovači frekvence impulsů.

Claims (1)

1. Zařízení pro měření kmitočtu a útlumu iem nebo alespoň jednou částí nepropustmechanicky ? kmitajících těles pomocí vidi- dou pro záření nebo pole, přičemž s měřetelného nebo neviditelného záření, případně aým kmitajícím tělesem (2) je pevně spopole, vyznačující se tím, že clona (1), umis- «na bud jen clona JI) nebo zdroj (3) a těná mezi zdrojem (3) záření a detektorem detektor (4) anebo jen zdroj (3).