DE1798041C - Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Massenträgheitsmoments - Google Patents
Prüfeinrichtung zur Ermittlung des MassenträgheitsmomentsInfo
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Description
eine Prüfeinrichtung zur zuverlässigen und genauen proportionalen Signals entsprechende Größe als
Ermittlung des Massenträgheitsmoments von Prüfkör- Istwert zwei entgegengesetzten gepolten Eingängen
pern auf dem Weg der Eigenfrequenzbestimmung von der Soll-Istwert-Vergleichseinrichtung zugeführt wird,
einem den Prüfkörper tragenden Drehschwingtisch Diese Anordnung hat den Vorteil, daß während einer
zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß 5 vollen Schwingung zweimal die Amplitude, nämlich
dadurch gelöst, daß am Schwingtisch ein elektro- der positive und der negative Spitzenwert, zum Vermechanischer
Aufnehmer angeordnet ist, dessen win- gleich mit dem Sollwert zur Verfügung steht,
kelgeschwindigkeitsproportionales Ausgangssignal Zweckmäßig ist, als Stellglied einen photonenge-
kelgeschwindigkeitsproportionales Ausgangssignal Zweckmäßig ist, als Stellglied einen photonenge-
über einen Verstärker in mindestens einer am steuerten Widerstand (Raysistor) zu verwenden, der
Schwingtisch angreifenden Antriebseinheit ein der io vom Lichtstrom einer mit dem Ausgang der VerWinkelgeschwindigkeit
phasengleiches Antriebsmo- gleichseinrichtung verbundenen Lampe gesteuert
ment erzeugt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, wird. Auf diese einfache und zweckmäßige Weise
daß der Schwingtisch mit de.n darauf befindlichen kann der am Ausgang der Vergleichseinrichtung anPrüfkörper
ungedämpft mit seiner Eigenfrequenz für stehende Gleichspannungswert, der den Lichtstrom der
beliebig lange Zeit schwingt. Das zur Bestimmung 15 Lampe verändert, zur Änderung des mit einer Wechder
Eigenfrequenz durchgeführte Auszählen von -seilspannung beaufschlagten Widerstandes verwendet
Einzelschwingungen in vorgegebenen Zeitabschnitten werden. Das so ausgebildete Stellglied verändert die
bzw. die Bestimmung der für eine bestimmte Anzahl Amplitude der Schwingungen des Schwingtisches,
von Einzelschwingungen erforderlichen Zeitspanne Eine weitere Ausbilucng des Erfindungsgedankens
von Einzelschwingungen erforderlichen Zeitspanne Eine weitere Ausbilucng des Erfindungsgedankens
kann nunmehr mit beliebig großei Genauigkeit durch- 20 sieht vor, daß der der Antriebseinheit vorgeschaltete
geführt werden. Außerdem hat eine mögliche Abhän- Verstärker zwei entgegengesetzt gepolte Eingänge begigkeit
der Eigenfrequenz von der jeweiligen Schwin- sitzt und daß das winkelgeschwiudigkeitsproportiogungsamplitude
keinen Einfluß auf das Meßergebnis. nale Signal über das Stellglied dem einen Eingang des
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedan- Verstärkers zur Erzeugung einer Beschleunigungskraft
kens ist gekennzeichnet durch einen zur Konstanthal- 25 zugeführt wird und das winkelgeschwindigkeit^protung
des Schwingwinkels durch Beeinflussung des An- portionale Signal zugleich über einen einstellbaren
triebsmoments dienenden Regelkieis, bestehend aus Widerstand dem anderen Eingang des Verstärkers zur
einer das winkelgeschwindigkeitsproportionale Aus- Erzeugung einer Bremskraft zugeführt wird. Durch
gangssignal des Aufnehmers in ein drehwinVelpropor- das Gegeneinanderwirken des — gegebenenfalls
tionales Signal umwandelnden Integrationseinrich- 30 durch eine Regeleinrichtung beeinflußbaren — Betung,
einer gesteuerten Gleichrichtereinrichtung, die . schleunigungsmomentes und des einstellbaren Bremseine
dem Spitzenwert (Amplitude) des drehwinkel- momentes wird ein sehr günstiges Zeitverhalten der
proportionalen Signals entsprechende Größe in mög- Anlage erreicht; wenn nämlich die Amplitude schnell
liehst kurzer Zeit erfaßt und als Istwert an eine Soll- herabgeregelt werden soll, wird primär nur das Be-Istwert-Vergleichseinrichtung
gibt, und einem mit 35 schleunigungsmoment verringert; eine Verkleinerung dem Ausgang der Vergleichseinrichtung verbundenen der Amplitude erfolgt nur in dem Maß, wie sie durch
Stt.lglied für die Antriebseinheit. Durch die Anord- die Dämpfung des Systems erreicht wird; bei der vornung
eines solchermaßen aufgebauten Regelkreises, geschlagenen Anordnung wirkt aber beim Verringern
dem als Sollwert die Größe der Schwingung?ampli- des Beschleunigungsmomentes weiterhin ein einstelltude
(Spitzenwert des drehwinkelproportionalen 40 bares Bremsmoment, das dadurch erzielt wird, daß an
Signals) eingegeben wird, wird sich die gewünschte dem entsprechend gepolten Eingang des Verstärkers
Schwingungsamplitude schnell einregeln und konstant das Ausgangssignal des Aufnehmers in einstellbarer
bleiben. Zum Einstellen der gewünschten Schwin- Größe ansteht.
gungsamplitude kann in bekanntei Weise der dem Der Antrieb der erfindungsgemäßen Prüfeinrich-
Vergleicher eingegebene Sollwert verändert werden. 45 tung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Es ist aber auch möglich, daß das winkelgeschwindig- Blockschaltbilds näher erläutert,
keitsproportionale Ausgangssignal — gegebenenfalls An dem nicht dargestellten Schwingtisch greift ein
keitsproportionale Ausgangssignal — gegebenenfalls An dem nicht dargestellten Schwingtisch greift ein
räch Verstärkung — der Integrationseinrichtung über elektrodynamischer Schwingungsaufnehmer 1 an.
einen zur Sollwertverändening verstellbaren Wider- Durch dac nachgeschaltete sogenannte L-C-Glied,
Standsabgriff zugeführt wird. 50 bestehend aus der Induktivität 2 und der Kapazität 3
Zweckmäßigerweise besteht die gesteuerte Gleich- werden parasitäre Schwingungen höherer Frequenz
richtereinrichtung aus einem Speicher, vorzugsweise unterdrückt. Nach Verstärkung im Verstärker 4 geeinem
Kondensator mit Feldeffekt-Transistor und langt das Ausgangssignai des Aufnehmers 1 über
einem vorgeschalteten elektronischen Schalter, der Widerstandsanordnungen 5, 5' und 6, 6' zum Eingang
jeweils kurzzeitig den Spitzenwert des drehwinkel- 55 eines weiteren Verstärkers 7 und von dort zu zwei am
proportionalen Signals auf den Speicher gibt. Am Schwingtisch angreifenden Antriebseinheiten 8, beiAusgang
der Gleichrichtereinrichtung steht damit spielsweise elektromagnetischen Vibratoren. Das von
eine Gleichspannung an, die der Amplitude proportio- den Einheiten 8 auf den Schwingtisch aufgebrachte
nal ist. Vorteilhafterweise wird das winkelgeschwin- Antriebsmoment hat den gleichen Verlauf wie die
digkeitsproportionale Signal einem Schmitt-Trigger 60 Winkelgeschwindigkeit des Schwingtisches, die von
zugeführt, dem ein monostabiler Multivibrator nach- dem Aufnehmer 1 erfaßt wird. Der Schwingtisch wird
geschaltet ist. dessen Ausgang mit dem elektronischen also in seiner Eigenfrequenz angetrieben.
Schalter in Verbindung steht. Das winkelgeschwindigkeitsproportionaie Signal
Schalter in Verbindung steht. Das winkelgeschwindigkeitsproportionaie Signal
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedan- wird weiterhin einem Widerstandsabgriff 15 zugeführt
kens sieht vo', daß der Ausgang der Integrationsein- 65 und gelangt von dort zu dem Verstärker 16 und der
richtung mit zwei Gleichrichtereinrichtungen verbun- Integrationseinrichtung 17. Die Spannung am Ausden
ist, von denen jeweils eine dem positiven und gang der Integrationseinrichtung 17 ist dem Drehnegativen
Spitzenwert (Amplitude) des drehwinkel- winkel proportional, d. h. der Spitzenwert dieses
Signals entspricht der Schwingungsamplitude des Signals erforderlich. Dieses Signal wird erzeugt, in-Schwingtisches.
Elektronische Schalter 18 und 19 dem das vom Verstärker 16 kommende winkelgegeben
jeweils kurzzeitig den positiven und negativen schwindigkeitsproportionale Signal einem die Flan-Spitzenwert
des Spannungsverlaufs auf jeweils einen kensteilheit erhöhenden Begrenzer 30 zugeführt wird.
Speicher 20 und 21, der aus einem Kondensator mit 5 Das Ausgangssignal des Begrenzers 30, dessen Flan-Feldeffekt-Transistor
besteht. Am Ausgang der Spei- ken im Nulldurchgang des winkelgeschwindigkeitscher
20 und 21 ist je ein Gleichspannungssignal vor- proportionalen Signals liegen und damit zeitlich mit
handen, dessen Größe dem positiven bzw. negativen dem positiven bzw. negativen Maximum des drch-Spitzenwert
des drehwinkelproportionalen Signals winkelproportionalen Signals zusammenfallen, wird
entspricht. Diese Gleichspannungssignale werden den io über die Schmitt-Trigger 31 und 32 und monostabile
beiden entgegengesetzt gepolten Eingängen eines Dif- Mullivibratoren 33 und 34 den elektronischen Schalferenzverstärkers
22 zugeführt und mit einem eben- tern 18 und 19 zugeführt,
falls zugeführten konstanten Sollwert verglichen. Die Einstellung der gewünschten Schwingungs-
falls zugeführten konstanten Sollwert verglichen. Die Einstellung der gewünschten Schwingungs-
Die von dem Differenzverstärker 22 abgegebene amplitude durch den dargestellten Regelkreis erfolgt
Spannung, die ein Maß für Differenz zwischen Soll- 15 durch eine Verstellung des Widerstandsabgriffcs IS.
wert und Istwert darstellt, speist eine Lampe 23, deren Zur Bestimmung der Eigenfrequenz des schwingen-
Lichtstrom einen photonengesteuerten Widerstand den Systems ist am Schmitt-Trigger 32 ein Frequenz-
(Raysistor) 6 beeinflußt; die Veränderung des Wider- meßgerät 35 angeschlossen.
Standes 6 ändert die Größe des dem einen Eingang Aus dem Widerstand 40 und dem Kondensator 41
des Verstärkers 7 zugeführten winkelgeschwindig- ao ist am Ausgang des Verstärkers 4 ein Integrationskeitsproportionalen
Signals. Ein weiterer, entgegen- glied aufgebaut, an dessen Ausgang 42 ein Kathodengesetzt
gepolter Eingang des Verstärkers 7 wird eben- Strahloszillograph zur Anzeige des Drehwinkelverfalls
mit dem winkelgeschwindigkeitsproportionalen laufs angeschlossen werden kann. Beim Anschluß des
Signal beaufschlagt, das über den Widerstand 5 ver- !»athodenstrahloszillographen an den Ausgang 43
ändert werden kann. Das auf den erstgenannten Ein- 35 kann der Winkelgeschwindigkeitsverlauf und an den
gang des Verstärkers 7 gegebene Signal erzeugt in den Ausgang 44 der Verlauf des Antriebsmoments ange-Vibratoren
8 ein Beschleunigungsmoment, während zeigt werden.
das auf den anderen Eingang des Verstärkers 7 gege- Weitere Anwcndungsmöglichkeiten des erfin-
bene Signal ein Bremsmoment erzeugt. dungsgemäßen Schwingantriebs ergeben sich aucti
Zur Steuerung der elektronischen Schalter 18 und 3° bei anderen Schwingprüfeinrichtungen, beispielsweise
19 ist ein kurzer Impuls zur Zeit des positiven bzw. solchen, bei denen der Prüfkörper Kippschwingungen
negativen Maximums des drehwinkelproportionalen ausführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Prüfeinrichtung zur Ei mittlung des Massen- vorgeschaltete Verstärker (7) zwei entgegengeträgheitsmoments
von Prüfkörpern bezogen auf setzt gepolte Eingänge besitzt und daß das winkeleine
vorgegebene Achse mit einem zu Drehschwin- 5 geschwindigkeitsproportionale Signal über das
gungen in der Eigenfrequenz um die vorgegebene Stellglied (6, 23) dem einen Eingang des VerAchse
unter Federwirkung anregbaren Schwing- stärkers (7) zur Erzeugung eines B^schieunigungstisch,
dadurch gekennzeichnet, daß moments zugeführt wird und das winkelgeschwinam
Schwingtisch ein elektromechanischer Auf- digkeitsproportionale Signal zugleich über einen
nehmer (1) angeordnet ist, dessen winkelge- io einsteilbaren Widerstand (5) dem anderen Einschwindigkeitsproportionales
Ausgangssignal über gang des Verstärkers (7) zur Erzeugung eines einen Verstärker (4) in mindestens einer am Bremsmomeiits zugeführt wird.
Schwingtisch angreifenden Antriebseinheit (8) ein
der Winkelgeschwindigkeit phasengleiches Antriebsmoment erzeugt. 15 .
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Konstanthaltung des
Schwhigwinkels durch Beeinflussung des Antriebsmoments dienenden Regelkreis, bestehend Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zur Er aus einer das winkelgeschwindigkeitsproportio- ao mittlung des Massenträgheitsmoments von Prüfkör nale Ausu„n^ssignal des Aufnehmers (1) in ein pern bezogen auf eine vorgegebene Achse mit einem drehwinkelproportionales Signal umwandelnden zu Drehschwingungen in der Eigenfrequenz um die Integrationscinrichtung (17,,, einer gesteuerten vorgegebene Achse unter Federwirkung anregbarei·. GIeiL-nrichtereinrichtung(18, 20 bzw. 19, 21), die Schwingtisch.
Schwhigwinkels durch Beeinflussung des Antriebsmoments dienenden Regelkreis, bestehend Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zur Er aus einer das winkelgeschwindigkeitsproportio- ao mittlung des Massenträgheitsmoments von Prüfkör nale Ausu„n^ssignal des Aufnehmers (1) in ein pern bezogen auf eine vorgegebene Achse mit einem drehwinkelproportionales Signal umwandelnden zu Drehschwingungen in der Eigenfrequenz um die Integrationscinrichtung (17,,, einer gesteuerten vorgegebene Achse unter Federwirkung anregbarei·. GIeiL-nrichtereinrichtung(18, 20 bzw. 19, 21), die Schwingtisch.
eine dem Spitzenwert (Amplitude) des drehwin- 25 Derartige Prüfeinrichtungen sind bekannt. Der auf
kelproportionalen Signals entsprechende Größe dem Schwingtisch befestigte Prüfkörper wird dabei
in möglichst kurzer Zeit erfaßt und als Istwert an zusammen mit dem Schwingtisch angestoßen und
eine So'-istwert-Vergleichseinrichtung(22) gibt, führt Drehschwingungen in der Eigenfrequenz des
und einem mit dem A»sgang der Vergleichsein- Systems aus. Die Eigenfrequenz ergibt sich aus der
richtung (22) verbundenen Stellglied (23, 6) für 30 Federkennzahl der mit dem Schwingtisch verbun-
die Antriebseinheit (8). denen Federn und dem Massentr?.gheitsmoment der
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch aus Schwingtisch und Prüfkörper gebildete.!
gekennzeichnet, daß das winkelgeschwindigkeits- Schwingmasse. Da die Federkennzahl und das Masproportionale
Ausgangssignal — gegebenenfalls senträgheitsmoment des Schwingtischs bekannt ist,
nach Verstärkung — der Integrationseinrichtung 35 läßt sich in bekannter Weise aus der Eigenfrequenz
(17) über einen zur Sollwert-Veränderung ver- das Massenträgheitsmomen: des Prüfkörpers um die
stellbaren Widerstandsabgriff (15) zugeführt wird. Drehachse ermitteln.
4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch Bei Uhren mit elektrisch angetriebener Unruh ist
gekennzeichnet, daß die gesteuerte Gleichrichter- es bekannt die Unruhschwingungen dadurch aufeinrichtung
aus einem Speicher (20 bzw. 21), vor- 40 rechtzuerhalten, daß eine Steuerspule eine Antriebszugsweise
einem Kondensator mit Feldeffekt- spule steuert. Hine derartige Einrichtung ist jedoch
Transistor und einem vorgeschalteten elektroni- bei Prüfeinrichtungen der in Rede stehenden Art
sehen Schalter (18 bzw. 19) besteht, der jeweils nicht anwendbar.
kurzzeitig den Spitzenwert des winkelgeschwin- Die genaue Ermittlung von Massenträgheitsmo-
digkeitsproportionalen Signals auf den Speicher 45 menten hat sich vor allem beim Bau von Raumflug-
(20 bzw. 21) gibt. körpern als außerordentlich w'chtig erwiesen; diese
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch Flugkörper führen häufig während des Fluges zur
gekennzeichnet, daß zur Steuerung des elektroni- Stabilisation eine Drehbewegung um eine vorgegeschen
Schalters das Winkelgeschwindigkeitspro- bene Achse aus.
portionale Signal einem Schmitt-Trigger (31) zu- 50 Es hat sich gezeigt, daß die Drehschwingungen bei
geführt wird, c"em ein monostabiler Multivibrator der Prüfung solcher Prüfkörper so stark gedämpft
(33) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem sind, daß die Schwingungen in kurzer Zeit abklingen,
elektronischen Schalter (18) in Verbindung sieht. Die Dämpfung wird durch eine Vielzahl von Einflüs-
6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2 und 4, da- sen verursacht, wie z. B. Luftreibung, mechanische
durch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Inte- 55 Reibung und dergl. Mit guter Näherung läßt sich die
grationseinriehtung (17) mit zwei Gleichrichter- Dämpfung als ein winkelgeschwindigkeitsproportioeinrichtungen
verbunden ist, von denen jeweils nales Moment darstellen.
eine dem positiven und negativen Spitzenwert Bei den bekannten Prüfeinrichtungen wirkt sich
(Amplitude) des winkelgeschwindigkeitspropor- diese unvermeidbare Dämpfung nachteilig auf die
tionalen Signals entsprechende Größe als Istwert 60 Messung aus. Es steht jeweils nur eine begrenzte Anzwei
entgegengesetzt gepolten Eingängen der Soll- zahl von Einzelschwingungen bis zum völligen AbIstwert-Vergleichseinrichtung
(22) zugeführt wird. klingen zur Frequenzermittlung zur Verfügung, so
7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch daß die Frequenzermittlung notwendigerweise ungekennzeichnet,
daß als Stellglied ein photonen- genau ist; außerdem ändert sich die Eigenfrequenz
gesteuerter Widerstand (Raysistor 6) verwendet 65 des schwingenden Systems mit der Schwingungswird,
der vom Lichtstrom einer mit dem Ausgang amplitude, was ebenfalls eine genaue Frequenzder
Vergleichseinrichtung (22) verbundenen bestimmung unmöglich macht.
Lampe (23) gesteuert wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin,
Priority Applications (4)
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DE19681798041 DE1798041C (de) | 1968-08-10 | Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Massenträgheitsmoments | |
FR1586503D FR1586503A (de) | 1968-08-10 | 1968-09-27 | |
GB1231098D GB1231098A (de) | 1968-08-10 | 1968-10-16 | |
US822156A US3608358A (en) | 1968-08-10 | 1969-05-06 | Testing apparatus for determining the mass inertia moment of a specimen |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681798041 DE1798041C (de) | 1968-08-10 | Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Massenträgheitsmoments |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE1798041B1 DE1798041B1 (de) | 1972-08-24 |
DE1798041C true DE1798041C (de) | 1973-03-15 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015216942A1 (de) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Continental Automotive Gmbh | Prüfstand zur Bestimmung von Massenträgheit von Rotoren |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015216942A1 (de) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Continental Automotive Gmbh | Prüfstand zur Bestimmung von Massenträgheit von Rotoren |
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