FI77954C - Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. - Google Patents
Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. Download PDFInfo
- Publication number
- FI77954C FI77954C FI832950A FI832950A FI77954C FI 77954 C FI77954 C FI 77954C FI 832950 A FI832950 A FI 832950A FI 832950 A FI832950 A FI 832950A FI 77954 C FI77954 C FI 77954C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- output
- input
- random
- generator
- spectrum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
1 779541 77954
Menetelmä ja laite satunnaisten värähtelyjen spektrin muodostamiseksiMethod and apparatus for generating a spectrum of random oscillations
Esillä oleva keksintö liittyy lujuuskokeisiin ja 5 erityisesti tuotteiden värähtelykokeisiin. Tarkemmin se koskee menetelmiä ja laitteita satunnaisen värähtelyspektrin muodostcimiseksi. Sitä voidaan käyttää parhaiten eduksi monimutkaisten tuotteiden laboratoriokokeissa, joilla tuotteilla on joustava rakenne ja rajoitetut mitat ja jotka on 10 asennettu liikkuviin kohteisiin ja käytössä satunnaisen värähtelyn kohteina esimerkiksi lento- ja rakettikentillä koneenrakennuksessa, autoteollisuudessa ja vastaavassa.The present invention relates to strength tests and in particular to vibration tests of products. More specifically, it relates to methods and apparatus for generating a random oscillation spectrum. It can be best used in laboratory tests of complex products with flexible construction and limited dimensions, which are mounted on mobile objects and used as targets for random vibration in, for example, aerodromes and rocket fields in mechanical engineering, the automotive industry and the like.
Tunnetaan menetelmä satunnaisen värähtelyspektrin muodostamiseksi (SU-keksijäntodistus 862 018 lk G 01 M 7/00), 15 jossa käytetään kapeakaistaisia suotimia tuottamaan peräkkäisesti värähtelyjä tuotteeseen käyttämällä korreloimat-tomia kapeakaistaisia satunnaissignaaleja ennalta määrätyn taajuusalueen kullakin kaistalla. Yhden ryhmän taajuuskaistat on merkitty parillisin numeroin toisen ryhmän taajuis-20 kaistojen ollessa merkittyinä parittomin numeroin. Satunnainen värähtelyspektri asetetaan sopimaan tietylle testattavalle tuotteelle tiettyinä värähtelykiihtyvyyden spektrien tiheyden arvoina määrätyillä taajuuskaistoilla. "Värähtelijä-tuote"-järjestelmä luodaan sen jälkeen kun tes-25 tattava tuote on kiinnitetty värähtelypöydälle. Alkutilassa mainittua järjestelmää syötetään ensimmäisen ryhmän satunnaisilla signaaleilla ja mainitun ryhmän satunnaisten signaalien taso on asetettu yhdenmukaisiksi värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden ennalta asetettujen arvojen kans-30 sa seuraavan vaiheen ollessa korjauskertoimien Cn lasken-. . talausekkeesta 2_ %ίΔςι^)άύ) 2 77954 missä qn on. ennalta asetettu värähtelykiihtyvyyden spektri-sen tiheyden arvo n. taajuuskaistassa liittyen ensimmäiseen taajuuskaistojen ryhmään; f (o>) on n. kapeakaistasuotimen amplituditaajuusvaste taa-5 juuskaistassa; V^n on "värähtelijä-tuote"-järjestelmän amplitudi-taa-juusvaste n. taajuuskaistan kaistan keskitaajuudella, ja &Q,on ennalta määrätty taajuusalue.A method for generating a random oscillation spectrum is known (SU inventor certificate 862 018 lk G 01 M 7/00), in which narrowband filters are used to produce sequential oscillations in a product using uncorrelated narrowband random signals in each band of a predetermined frequency range. The frequency bands of one group are denoted by even numbers, while the frequency bands of the other group are denoted by odd numbers. The random oscillation spectrum is set to fit the values of the spectra of the vibration acceleration spectra in certain frequency bands for a particular product under test. The "vibrator-product" system is created after the product to be tested is attached to the vibrator table. In the initial state, said system is input with random signals of the first group, and the level of the random signals of said group is set to the preset values of the spectral density of the oscillation acceleration, the next step being the calculation of the correction factors Cn. . of the expression 2_% ίΔςι ^) άύ) 2 77954 where qn is. a preset value of the spectral density of the oscillation acceleration in the approx. frequency band associated with the first group of frequency bands; f (o>) is the amplitude frequency response of the about narrowband filter in the tail band; V ^ n is the amplitude-frequency response of the "oscillator-product" system at about the center frequency of the band of the frequency band, and & Q, is a predetermined frequency range.
Seuraavaksi lähetettyjen satunnaissignaalien tasot 10 korjataan kertomalla niiden arvot, jotka on saatu ensimmäisen asteen asettelun jälkeen, lasketuilla korjauskertoi-milla C^. Korjatut satunnaissignaalit varastoidaan muisti-yksikköön. Yllä mainitut toimenpiteet suoritetaan sitten toisen taajuuskaistaryhmän satunnaissignaaleille. Sen jäl-15 keen satunnaissignaalit kaikissa ennalta määrätyn taajuusalueen kaistoissa luetaan samanaikaisesti muistiyksiköstä ja syötetään ”värähtelijä-tuote"-järjestelmään.The levels 10 of the next transmitted random signals are corrected by multiplying their values obtained after the first-order setting by the calculated correction factors C 1. The corrected random signals are stored in a memory unit. The above operations are then performed on the random signals of the second frequency band group. Thereafter, the random signals in all bands of the predetermined frequency range are read simultaneously from the memory unit and fed to the "oscillator-product" system.
Tunnetaan myös laite yllä mainitun menetelmän toteuttamiseksi (vertaa mainittu SU-keksijäntodistus), joka 20 käsittää valkoisen kohinan generaattorin, jonka ulostulo on kytketty viritettävän kapeakaistaisen suotimen sisääntuloon, joka suodin käyttää valkoisen kohinan generaattorin signaalia jatkuvasti syöttämään kapeakaistaisia satunnaissignaaleja tasosäätimeen, jonka sisääntulo on kytketty 25 viritettävän kapeakaistaisen suotimen ulostuloon. Tason-säätimen ulostulo on kytketty kytkimen ensimmäisen liittimen kautta värähtelijän sisääntuloon ja samanaikaisesti muistiyksikön sisääntuloon. Muistiyksikön ulostulo on kytketty värähtelijän sisääntuloon mainitun kytkimen toisen 30 liittimen kautta.Also known is an apparatus for carrying out the above method (cf. said SU inventor certificate), comprising a white noise generator whose output is connected to the input of a tunable narrowband filter, which filter uses the white noise generator signal to continuously input narrowband random signals to a level controller. to the output of the narrowband filter. The output of the level controller is connected via the first connector of the switch to the input of the oscillator and at the same time to the input of the memory unit. The output of the memory unit is connected to the input of the oscillator via another terminal 30 of said switch.
Säädetyt ensimmäisen ryhmän satunnaissignaalit ja sitten toisen ryhmän satunnaissignaalit varastoidaan peräkkäin muistiyksikköön. Sen jälkeen signaalit kaikilla ennalta määrätyn taajuusalueen kaistoilla luetaan saman-35 aikaisesti ja syötetään värähtelykoestuskoneeseen käyttämällä kytkintä.The adjusted first group random signals and then the second group random signals are stored sequentially in the memory unit. The signals in all bands of the predetermined frequency range are then read simultaneously and fed to the vibration tester using a switch.
3 779543 77954
Tunnettu menetelmä ja laite mahdollistavat ennalta asetettujen värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden arvojen saavuttamisen kussakin, ennalta määrätyn taajuusalueen kaistassa mitta-arvon ollessa otettuna "värähtelijä-tuote 5 järjestelmän amplituditaajuusvasteesta. Tämä voidaan kuitenkin tehdä vain yhdessä tietyn tuotteen pisteessä käyttäen yhtä värähtelijää (eikä lainkaan tarkistuspisteitä, joilla on spektrivärähtelykiihtyvyyden luonteenomaiset tiheysarvot ennaltamäärätyn taajuusalueen kussakin kaistassa), 10 mikä on yleisesti rajoittava tekijä.The known method and apparatus make it possible to achieve preset values of the spectral density of the oscillation acceleration in each band of a predetermined frequency range, measured from the amplitude frequency response of the "oscillator-product 5 system. However, this can only be done at one point of a given product using one oscillator characteristic density values of the spectral oscillation acceleration in each band of a predetermined frequency range), 10 which is a generally limiting factor.
Alalla tunnetaan myös menetelmä satunnaisen väräh-telyspektrin muodostamiseksi (vertaa Y.V. Beselov, V.V. Sumarokov ja V.F. Cherepov "Laite satunnaisten signaalien ja iskujen toisintamiseksi ja tallentamiseksi", Leningrad, 15 izdatelstvo Leningradskogo doma nauchno-technicheskoy propagandi, 1979, s. 15-18, venäjäksi), joka käsittää tar-kistuspisteiden valinnan testattavasta tuotteesta, joilla pisteillä on luonteenomaiset värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden arvot kussakin ennalta määrätyn taajuusalueen 20 kaistassa. Seuraavaksi testattavaan tuotteeseen kohdistetaan värähtely ennalta määrätyllä taajuusalueella käyttämällä monikanavaista satunnaissignaalikehitintä, jonka kukin kanava muodostaa kapeakaistaisen satunnaissignaalin ulostulosignaalin tason ollessa oikein aseteltu. Tarkis-25 tuspisteissä suoritetut toimenpiteet sisältävät värähtely-kiihtyvyyden spektrisen tiheyden mittauksen, värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden keskiarvojen laskennan kussakin testipisteessä erikseen ennalta määrätyn taajuusalueen kussakin kaistassa ja sen jälkeen saatujen keskiarvojen 30 vertaamisen ennalta asetettuihin tietyn tuotteen värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden arvoihin seuraavan vaiheen ollessa virhesignaalien käyttö kapeakaistaisten satunnaissignaalien tasojen asettelemiseksi monikanavaisen kehittimen kullakin kaistalla mainitun kehittiraen ulostulon 35 satunnaissignaalispektrin saamiseksi samaksi kuin kapeakaistaisten satunnaissignaalien summa, joka luonnehtii testattavan tuotteen satunnaisvärähtelyspektriä.A method for generating a random oscillation spectrum is also known in the art (cf. YV Beselov, VV Sumarokov and VF Cherepov, "Device for reproducing and recording random signals and shocks", Leningrad, 15 Izdatelstvo Leningradskogo Doma nauchno-technicheskoy propagandi, 1979, pp. 15-18, ven. ), which comprises selecting checkpoints from the product to be tested, which points have characteristic values of the spectral density of the vibration acceleration in each band of the predetermined frequency range 20. Next, the product to be tested is subjected to oscillation in a predetermined frequency range using a multi-channel random signal generator formed by each channel with the narrowband random signal output signal level properly set. The procedures performed at the checkpoints include measuring the spectral density of the vibration acceleration, calculating the averages of the spectral density of the vibration acceleration at each test point separately in each band of the predetermined frequency range in each band and then comparing the averages of the 30 to position the random signal spectrum 35 of said developer track output in each band of the multi-channel generator to be equal to the sum of the narrowband random signals characterizing the random oscillation spectrum of the product to be tested.
4 779544 77954
Edeltävä menetelmä on toteutettu laitteella satun-naisvärähtelyspektrin muodostamiseksi (vertaa viitattu julkaisu) , joka käsittää monikanavaisen kehittimen, jossa on useita kanavia, joista kukin sisältää sellaiset sarjaan 5 kytketyt komponentit kuin valkoisen kohinan generaattori, kaistanpäästösuodin ja säädettävä vahvistin, kaikkien säädettävien vahvistimien ulostulojen ollessa kytkettyinä sum-maimen sisääntuloon, joka myös on osa monikanavaista kehi-tintä. Summaimen ulostulo on kytketty tehovahvistimeen, 10 joka on kytketty värähtelijän sisääntuloon, joka värähtelijä on kiinnitetty koestettavaan tuotteeseen. Laite käsittää myös värähtelyanturit, jotka edustavat välineitä mekaanisten värähtelyjen muuttamiseksi sähkösignaaliksi, jotka välineet on kiinnitetty tarkistuspisteisiin koestet-15 tavalla kappaleella. Värähtelyantureiden ulostulot on yhdistetty kytkimen kautta monikanavaisen satunnaissignaalien spektrianalysaattorin sisääntuloon, jonka kukin kanava, joka vastaa monikanavaisen kehittimen samanlaista kanavaa, sisältää kaistanpäästösuotimen, satunnaissignaalin taso-20 mittarin ja vertailuyksikön. Analysaattorin ulostulot on yhdistetty säädettävien vahvistimen ohjaussisääntuloihin monikanavaisen kehittimen samanlaisissa kanavissa.The foregoing method is implemented with an apparatus for generating a random oscillation spectrum (cf. referenced publication) comprising a multi-channel generator with a plurality of channels, each containing components connected in series such as a white noise generator, a bandpass filter and an adjustable amplifier with all adjustable amplifier outputs connected input, which is also part of the multi-channel developer. The output of the adder is connected to a power amplifier 10 connected to the input of an oscillator which is attached to the product to be tested. The device also comprises vibration sensors representing means for converting mechanical vibrations into an electrical signal, which means are attached to the checkpoints in a test-like manner. The outputs of the oscillation sensors are connected via a switch to the input of a multi-channel random signal spectrum analyzer, each channel corresponding to a similar channel of the multi-channel generator including a bandpass filter, a random signal level-20 meter and a reference unit. The outputs of the analyzer are connected to the control inputs of the adjustable amplifier in similar channels of a multichannel generator.
Laajakaistaiset satunnaissignaalit, jotka on johdettu valkoisen kohinan generaattorien ulostuloista ja joilla 25 on tasomainen spektrisen tiheyden taso ennalta määrätyllä taajuusalueella tulevat kapeakaistaisiin suotimiin, jotka erottavat laajakaistaisista satunnaissignaaleista vain ne spektrikomponentit, jotka ovat niiden siirtokaistan sisällä muodostetun spektrin valittujen parametrien ollessa hallit-30 seva tekijä. Kapeakaistaisten signaalien ulostulosignaalit vahvistetaan säädettävissä vahvistimissa ja summataan yhteen. Monikanavaisen kehittimen ulostulosignaali syötetään värähtelijän sisääntuloon tehovahvistimen kautta. Satunnaissignaalit, jotka luonnehtivat värähtelyä testattavan 35 tuotteen tarkistuspisteissä syötetään peräkkäin spektri-analysaattorin käistanpäästösuotimien sisääntuloihin 5 77954 kytkimen avulla. Analysaattorin kunkin kanavan satunnaissignaalin tasomittarin ulostulosignaalit, jotka luonnehtivat värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden tasoa, keski-arvoistetaan valittujen tarkistuspisteiden suhteen. Siten 5 signaalitaso kunkin analysoivan kanavan ulostulossa luonnehtii värähtelykiihtyvyyden keskimääräisen spektrisen tiheyden tasoa useissa tarkistuspisteissä tietyn kanavan taajuuskaistalla. Seuraavaksi analysaattorin kunkin kanavan mittarin ulostulosignaali, joka luonnehtii värähtelykiih-10 tyvyyden keskimääräistä spektristä tiheyttä tietyn kanavan taajuuskaistalla tulee vertailuyksikön ensimmäiseen sisääntuloon, jonka yksikön sisääntuloon syötetään kiinteä jännite, jonka taso määrittää halutun värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden tason määrätyllä taajuuskaistalla. Vir-15 hesignaalia vertailuyksikön ulostulosta käytetään ohjaamaan säädettävän vahvistimen vahvistusta monikanavaisen kehittimen samanlaisella kanavalla.Broadband random signals derived from the outputs of white noise generators and having a planar level of spectral density in a predetermined frequency range enter narrowband filters that distinguish from wideband random signals only those spectral components within the spectrum of the selected spectrum of their selected bands. The output signals of the narrowband signals are amplified in adjustable amplifiers and summed. The output signal of the multi-channel generator is fed to the input of the oscillator via a power amplifier. Random signals characterizing the oscillation at the checkpoints of the product under test 35 are sequentially applied to the inputs of the spectrum analyzer direct pass filters by means of a switch 5 77954. The output signals of the level meter of the random signal of each channel of the analyzer, which characterize the level of the spectral density of the oscillation acceleration, are averaged with respect to the selected checkpoints. Thus, the 5 signal levels at the output of each analyzing channel characterize the level of the average spectral density of the oscillation acceleration at several checkpoints in the frequency band of a given channel. Next, the meter output signal of each channel of the analyzer, which characterizes the average spectral density of the oscillation acceleration in the frequency band of a given channel, enters the first input of the reference unit. The Vir-15 signal from the output of the reference unit is used to control the gain of the adjustable amplifier on a similar channel of the multichannel generator.
Tunnetulla menetelmällä värähtelykiihtyvyyden spektri-nen tiheys mitataan tarkistuspisteissä saattamalla testat-20 tava tuote värähtelemään satunnaissignaalista riippuvaisesti, haitta, joka oleellisesti hankaloittaa analyysiä erityisesti, kun ennalta määrätty taajuusalue on laaja. Satunnaissignaalin analyysille ovat luonteenomaisia virheet ϊ 25 9 i. % V tf 2 J- 2 !L Δ & (6)) Δα^-Ttt (iTi^-sn \6(ω) 1 2 3 4 5 6 (vertaa J.S. Bendat, A.G. Piersol, Measurement and Analysis 2 of Random Data, John Wiley & Sons Inc., New York, London, 3In a known method, the spectral density of the oscillation acceleration is measured at checkpoints by causing the test product to oscillate as a function of a random signal, a disadvantage which substantially complicates the analysis, especially when the predetermined frequency range is wide. The analysis of the random signal is characterized by errors ϊ 25 9 i.% V tf 2 J- 2! L Δ & (6)) Δα ^ -Ttt (iTi ^ -sn \ 6 (ω) 1 2 3 4 5 6 (compare JS Bendat, AG Piersol, Measurement and Analysis 2 of Random Data, John Wiley & Sons Inc., New York, London, 3
Signey).Signey).
44
Satunnaissignaalien tasojen mittaus monikanavaisen 5 kehittimen kanavilla suhteessa värähtelykiihtyvyyden spektri- 6 sen tiheyden arvoihin, jotka on saatu keskiarvoistamalla tietyn testattavan tuotteen tarkistuspisteiden värähtely- 6 77954 kiihtyvyyden spektrisen tiheyden arvot, eivät salli testattavan tuotteen satunnaisia värähtelyjä värähtelykiihty-vyyden spektrisen tiheyden ennalta määrätyillä arvoilla kussakin testattavan tuotteen tarkistuspisteessä. Toisin 5 määriteltynä tuotteisiin ei voi kohdistaa satunnaisvärähtelyjä, jotka ovat samoja kuin todelliset värähtelyt, jotka vaikuttavat tuotteisiin käytössä.The measurement of the levels of random signals on the channels of a multichannel 5 developer in relation to the values of the spectral density of the vibration acceleration obtained by averaging the spectral density values of the checkpoints of a given test product the checkpoint. Contrary to 5, products cannot be subjected to random vibrations that are the same as the actual vibrations that affect the products in use.
Tunnetun laitteen haittoja ovat ensiksi monikanavaisen satunnaissignaalianalysaattorin tarve, mikä oleel-10 lisesti monimutkaistaa laitetta ja synnyttää merkittävän virhekomponentin johtuen mitatun signaalin satunnaisesta luonteesta ja toiseksi kiristää vaatimuksia monikanavaisen kehittimen ja satunnaissignaalianalysaattorin samanlaisten kanavien amplituditaajuusvasteiden nelikulmaisuuden, sta-15 biilisuuden ja samanlaisuuden suhteen laitteen normaalin toiminnan mahdollistamiseksi. Jos mainittuja vaatimuksia ei täytetä, sattuu ohjausvirhe erityisesti kun suotimen viritystaajuuden stabiilisuus on verrattavissa sen siirto-kaistaan, tila, jolle on luonteenomaista, että analysaat-20 torin n. kanava mittaa satunnaissignaalin tason (n-1). tai (n+1). taajuuskaistalla ja ohjaa signaalia n. taajuuskaistalla.Disadvantages of the known device are, firstly, the need for a multichannel random signal analyzer, which substantially complicates the device and generates a significant error component due to the random nature of the measured signal. If said requirements are not met, a control error occurs especially when the stability of the filter tuning frequency is comparable to its transmission band, a state characterized by the n channel of the analyzer measuring the level of the random signal (n-1). or (n + 1). in the frequency band and controls the signal in the approx. frequency band.
Keksintö kohdistuu menetelmän ja laitteen muodostamiseen satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi, joka sal-25 lisi testattavan tuotteen saattamisen värähtelemään väräh-telykiihtyvyyden spektrisen tiheyden luonteenomaisilla arvoilla sen kussakin tarkistuspisteessä ennalta määrätyn taajuusspektrin kullakin kaistalla yhden monikanavaisen kehittimen ja yhden värähtelijän tapauksessa.The invention is directed to providing a method and apparatus for generating a random oscillation spectrum that would allow a test product to oscillate at characteristic values of oscillation acceleration spectral density at each checkpoint in each band of a predetermined frequency spectrum for one multichannel generator and one color channel developer.
30 Edellä mainitut kohteet on toteutettu menetelmällä satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi, jossa menetelmässä valitaan tutkittavalta tuotteelta tarkistuspisteet, joita luonnehtii värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden tietyt arvot ennalta mäe.rätyn taajuusalueen kullakin kais-35 talla, saatetaan tuote värähtelemään ennalta määrätyllä taajuusalueella monikanavaisen kehittimen avulla 7 77954 satunnaisesti esiintyvän signaalin muodostamiseksi, jolloin kullakin kanavalla signaalinkehittimessä on oma amplitudi-taajuus vasteensa samalla kun kehittimen kussakin kanavassa satunnaisulostulosignaalilla on säädettävä taso, mi-5 tataan tarkistuspisteissä värähtelyparametrit kussakin mainituista taajuuskaistoista ja sen jälkeen värähtelykiih-tyvyyden spektrisen tiheyden arvoista riippuvaisesti lasketaan satunnaisulostulosignaalin tasot monikanavaisen kehittimen kussakin kanavassa, jolloin kaikki tasot luonneh-10 tivat muodostettavaa satunnaisvärähtelyspektriä, jolloin keksinnön mukaisesti ennalta saatetaan tuote värähtelemään ennalta määrätyllä taajuusalueella taajuudeltaan vaihtele-vien harmonisten värähtelyjen avulla. Kussakin tuotteen tar-kistuspisteessä asetetaan värähtelykiihtyvyyden spektrisen 15 tiheyden oma arvonsa kussakin ennalta määrätyn taajuusalueen kaistalla, jolloin siksi värähtelyparametriksi, joka tulee mitata, valitaan "värähtelijä-tuote"-järjestelmän amplituditaajuusvaste ja sen jälkeen lasketaan satunnais-ulostulosignaalin tasot monikanavaisen kehittimen kussakin 20 kanavassa ratkaisemalla tässä tarkoituksessa lineaaristen yhtälöiden järjestelmä tyyppiä 25 missä qi^ on värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden ennalta määrätty arvo 1. tarkistuspisteelle ennalta määrätyn taajuusalueen n. taajuuskaistalla, kun taas kerroin an^.The above objects are realized by a method for generating a random oscillation spectrum, in which checkpoints are selected from the product under investigation, , wherein each channel in the signal generator has its own amplitude-frequency response while each random output signal of the generator has an adjustable level, the oscillation parameters in each of said frequency bands the levels characterize the random oscillation spectrum to be generated, thus according to the invention causing the product to oscillate in a predetermined frequency range by means of harmonic oscillations of varying frequency. At each product checkpoint, the value of the spectral density of the oscillation acceleration 15 is set in each band of the predetermined frequency range, whereby the amplitude frequency response of the "oscillator-product" system is selected as for the purpose of a system of linear equations of type 25 wherein Qi ^ is a predetermined value of the spectral density of the oscillation acceleration for the 1st checkpoint in the about frequency band of a predetermined frequency range, while the coefficient an ^.
1. tarkistuspisteelle i. taajuuskaistassa monikanavaisen 30 kehittimen n. kanavalle lasketaan kaavalla ö»e,= Jä //>λ> r·: 35 missä ((j) on monikanavaisen kehittimen n. kanavan amplituditaajuusvaste; 8 77954 on "värähtelijä-tuote"-järjestelmän amplituditaajuus-vaste tutkittavan tuotteen 1. tarkistuspisteelle; ja on ennalta määrätyn taajuusalueen i. kaista, jolloin satunnaisulostulosignaalien, joilla on tasot, summa määrit-5 tää sen satunnaissignaalin, jonka avulla muodostetaan ennalta määrätty satunnaisvärähtelyspektri.1. for checkpoint i. In the frequency band, the nth channel of the multichannel generator 30 is calculated by the formula ö »e, = Jä //> λ> r ·: 35 where ((j) is the amplitude frequency response of the n channel of the multichannel generator; 8 77954 is the" vibrator product " system amplitude frequency response to checkpoint 1 of the product under test, and is a band of a predetermined frequency range i., wherein the sum of the random output signals having levels determines the random signal that generates the predetermined random oscillation spectrum.
Edellä mainittu kohde on toteutettu myös laitteella satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi, joka käsittää monikanavaisen kehittimen, jotka kanavat kukin käsittävät 10 sarjassa valkoisen kohinan generaattorin, kaistanpäästösuo-timen ja säädettävän vahvistimen, jolloin kaikkien säädettävien vahvistimien ulostulot on kytketty summaimen vastaaviin sisääntuloihin, jonka summaimen ulostulo on kytketty tehovahvistimen sisääntuloon, jonka vahvistimen ulostu-15 lo on kytketty sisääntuloon värähtelijässä, jolle on sovitettu testattava tuote, samalla kun tuotteen tarkistuspis-teisiin on kiinnitetty värähtelyantureita, jotka muodostavat muuttajia, jotka on tarkoitettu muuttamaan mekaaniset värähtelyt sähköiseksi signaaliksi ja joiden ulostulot on 20 kytketty kytkentälaitteen vastaaviin sisääntuloihin, joka laite on kytketty analysaattoriin, yksikön muodostettavan spektrin parametrien asettelemiseksi ja ohjausyksikön, jonka ensimmäinen ulostulo on kytketty kytkentälaitteen ohjaus s isään tuloon, jolloin keksinnön mukainen laite on va-25 rustettu taajuudeltaan vaihtelevien harmonisten värähtelyjen kehittämiseen tarkoitetulla generaattorilla, jonka ulostulo on kytketty kytkimeen, joka on kytketty summaimen ulostulon ja tehovahvistimen sisäänmenon väliin ja kytketty ohjausyksikön toiseen ulostuloon ja muistiyksiköllä, jonka 30 ulostulo on kytketty laskentayksikköön, jonka toinen sisääntulo on kytketty yksikköön muodostettavan spektrin parametrien asettelemiseksi ja jonka kolmas sisääntulo on kytketty ohjausyksikön ensimmäiseen ulostuloon, joka on kytketty taajuudeltaan vaihtelevien harmonisten värähtelyjen gene-35 raattorin ja muistiyksikön ohjaussisääntuloihin, jonka yksikön toinen sisääntulo on kytketty taajuudeltaan 9 77954 vaihtelevien harmonisten värähtelyjen generaattorin ulostuloon ja analysaattorin ulostuloon, joka analysaattori muodostuu anplitudi-ilmaisimesta, jolloin laskentayksikön toinen ulostulo on kytketty säädettävän vahvistimen sisään-5 tuloon monikanavaisen satunnaissignaalikehittimen jokaisessa kanavassa laskentayksikön toisen ulostulon ollessa kytkettynä muistiyksikön kolmanteen sisääntuloon.The above object is also realized by an apparatus for generating a random oscillation spectrum comprising a multichannel generator, each of which in series comprises a white noise generator, a bandpass filter and an adjustable amplifier, the outputs of all adjustable amplifiers being connected to the respective inputs of an adder. whose amplifier output-15 lo is connected to an input in an oscillator to which the product under test is fitted, while vibration sensors forming transducers for converting mechanical vibrations into an electrical signal are connected to the product checkpoints, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the switching device, which device is connected to the analyzer for setting the parameters of the spectrum to be generated by the unit and the control unit, the first output of which is connected to the control input of the switching device , wherein the device according to the invention is provided with a generator for generating harmonic oscillations of varying frequency, the output of which is connected to a switch connected between the output of the adder and the input of the power amplifier and connected to the second output of the control unit and a memory unit. the input is connected to a unit for setting the parameters of the spectrum to be generated and the third input is connected to the first output of the control unit connected to the variable frequency harmonic oscillator generator and the memory unit control inputs. , which analyzer consists of an amplitude detector, the second output of the computing unit being connected to the input-5 of the adjustable amplifier of a multichannel sa in each channel of the hourly signal generator, the second output of the computing unit being connected to the third input of the memory unit.
Keksinnön mukainen menetelmä ja laite satunnaisvärähtely spektrin muodostamiseksi sallivat halutun värähtely-10 spektrin saavuttamisen testattavan tuotteen useista tarkis-tuspisteissä käyttäen yhtä värähtelijää.The method and apparatus for generating a random oscillation spectrum according to the invention allow the desired oscillation-10 spectrum to be achieved at several checkpoints of the product under test using a single oscillator.
Keksintöä kuvataan nyt edelleen viitaten sen erityiseen suoritusmuotoon liittyen oheiseen piirustukseen, jonka kuvio esittää lohkokaavion laitteesta satunnaisvä-15 rähtelyspektrin muodostamiseksi keksinnön mukaisesti.The invention will now be further described with reference to a particular embodiment thereof in connection with the accompanying drawing, the figure of which shows a block diagram of an apparatus for generating a random oscillation spectrum according to the invention.
Ehdotettu menetelmä satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi sisältyy oleellisesti seuraavaan.The proposed method for generating a random oscillation spectrum is essentially as follows.
Testattavalta tuotteelta 1 (kuvio) valitaan tarkis-tuspisteet, esimerkiksi kaksi tarkistuspistettä (a ja b), 20 jotka on määritetty toiminnassa olevan tuotteen 1 värähtelyn analyysin tuloksena ja jolla on erilaiset värähtely-kiihtyvyyden spektrisen tiheyden arvot (q^) taajuusalueella, joka on myös löydetty käytön aikaisen analyysin aikana. Jos suunniteltava laite on testattava, tarkistuspis-25 teet a ja b voidaan valita ottaen huomioon suunnittelijan - asettamat erityiset olosuhteet. Esimerkiksi tarkistuspis- teet a ja b voivat olla kiinnityspisteitä ja tuotteen 1 erityisen värähtelyherkkiä osia.For the product to be tested 1 (Figure), checkpoints are selected, for example two checkpoints (a and b), determined as a result of the vibration analysis of the product 1 in operation and having different vibrational acceleration spectral density values (q 2) in the frequency range found during in-use analysis. If the device to be designed needs to be tested, checkpoints a and b may be selected taking into account the specific conditions set by the designer. For example, the checkpoints a and b may be anchor points and particularly vibration-sensitive parts of the product 1.
Värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden luonteen-30 omaisen arvon muodostaminen kussakin tarkistuspisteessä (a ja b) ennalta määrätyn taajuusalueen kullakin kaistal-la sallii tuotteiden laboratoriokokeiden suorittamisen olosuhteissa, jotka suuressa määrin muistuttavat todellisia toimintaolosuhteita.The generation of a characteristic value of the spectral density of the vibration acceleration at each checkpoint (a and b) in each band of a predetermined frequency range allows laboratory testing of the products under conditions that closely resemble actual operating conditions.
10 7795410 77954
Testattava tuote 1 on kiinnitetty värähtelijään 2 esimerkiksi sähködynaamiseen tai sähköhydrauliseen värähtelijään. Värähtelyariturit 3 (välineet mekaanisten värähtelyjen muuttamiseksi sähkösignaaliksi) on kiinnitetty tes-5 tattavan tuotteen 1 tarkistuspisteisiin a ja b. Värähtely-anturien lukumäärä vastaa tarkistuspisteiden lukumäärää. Tuotteen 1 värähtely saadaan aikaan monikanavaisella ke-hittimellä 4, jossa kullakin kanavalla on luonteenomainen amplitudi-taajuusvaste ja- aseteltava satunnaisulos- 10 tulosignaalin taso kn, missä n on kanavan numero. Kaikkien kanavien kapeakaistaiset satunnaissignaalit muodostavat summasignaalin, jota käytetään synnyttämään tuotteen 1 värähtely halutulla spektrillä.The product 1 to be tested is attached to an oscillator 2, for example an electrodynamic or electro-hydraulic oscillator. The vibration sensors 3 (means for converting the mechanical vibrations into an electrical signal) are attached to the checkpoints a and b of the product 1 to be tested. The number of vibration sensors corresponds to the number of checkpoints. The oscillation of the product 1 is provided by a multi-channel generator 4, where each channel has a characteristic amplitude-frequency response and an adjustable random output signal level kn, where n is the channel number. The narrowband random signals of all channels form a sum signal which is used to generate the oscillation of the product 1 in the desired spectrum.
Vaaditun satunnaisulostulosignaalin tason kn mää-15 rittämiseksi kullakin monikanavaisen kehittimen 4 kanavalla testattavan tuotteen 1 värähtely saadaan pääasiallisesti aikaan harmonisilla värähtelyillä jatkuvasti muuttuvalla taajuudella ennalta määrätyllä taajuusalueella. "Värähtelijä-tuote "-järjestelmän amplituditaajuusvaste mi- 20 tataan peräkkäisesti kussakin 1. tarkistuspisteessä.In order to determine the required level of the random output signal kn in each channel of the multi-channel generator 4, the oscillation of the product 1 to be tested is mainly produced by harmonic oscillations at a continuously changing frequency in a predetermined frequency range. The amplitude frequency response of the "oscillator-product" system is measured sequentially at each 1st checkpoint.
Amplituditaajuusvasteen Υ£{ύύ) käyttö tarkistettavana värähtelyparametrina tekee mahdolliseksi käyttää harmonista analyysiä, mikä on yksinkertaisempi ja tarkempi kuin satunnaissignaalianalyysi.The use of the amplitude-frequency response Υ £ {ύύ) as the oscillation parameter to be checked makes it possible to use harmonic analysis, which is simpler and more accurate than random signal analysis.
25 Seuraava vaihe on ratkaista ryhmä lineaarisia yhtä löitä muotoa hm Σ K"2 30 1 , (1) missä on ennalta määrätyn taajuusalueen i. kaistan 1. tarkistuspisteen värähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden 35 ennalta asetettu arvo, lineaarisen yhtälöryhmän kertoimien anii ollessa määritetyt kaavasta 11 77954 aH ~ iL· f *!(*>>· *?(*>)iu) · (2) « 1 iiii 525 The next step is to solve a set of linear equations of form hm Σ K "2 30 1, (1) where is the preset value of the spectral density 35 of the oscillation acceleration of the 1st checkpoint of the predetermined frequency range i. Band, the coefficients of the linear set of equations being determined ~ iL · f *! (* >> · *? (*>) iu) · (2) «1 iiii 5
Satunnaisulostulosignaalin tason kR laskeminen monikanavaisen kehittimen 4 kullakin kanavalla sallii testattavan tuotteen kunkin tarkistuspisteen värähtelykiihtyvyy-den spektrisen tiheyden luonteenomaisten arvojen qj^ saa-10 misen ennalta määrätyn taajuusalueen kaikilla kanavilla.Calculating the level kR of the random output signal on each channel of the multichannel generator 4 allows the characteristic values qj ^ of the spectral density of the vibration acceleration of each checkpoint of the product under test to be obtained on all channels in a predetermined frequency range.
Yllä esitetyt yhtälöt on johdettu tunnetuista riippuvuuksista (vertaa viitattu julkaisu) : G, (cJ) ψ* (¢0) = ak- f GtM'deJ > 1Δ 6)i missä Gq(o)) on signaalispektri "värähtelijä-tuote"-järjes-20 telmän sisääntulossa, jonka muodostaa monikanavainen kehitin, G^fa)) on spektri "väräjtelijä-tuote"-järjestelmän ulostulossa, esimerkiksi 1. tarkistuspisteessä, qi^ on kiihtyvyyden spektrinen tiheys esimerkiksi i. taa-25 juuskaistan 1. tarkistuspisteessä.The above equations are derived from known dependencies (compare the referenced publication): G, (cJ) ψ * (¢ 0) = ak- f GtM'deJ> 1Δ 6) i where Gq (o)) is the signal spectrum "oscillator product" - at the input of the system 20, which is formed by a multichannel developer, G ^ fa)) is the spectrum at the output of the "dye-product" system, e.g. at checkpoint 1, Qi ^ is the spectral density of acceleration at e.g. i.
Monikanavaista spektriä varten satunnaisulostulo-- signaalin spektri ollen sisääntulospektri "värähtelijä- tuote "-järjestelmää varten on seuraava tt-1 missä Nq on kohinalähteen 5 satunnaissignaalitaso, joka on vakio ennalta määrätyllä taajuusalueella (sen voidaan olet-35 taa olevan yksikön suuruinen), ja 12 77954 kn on kehittimen. 4 n. kanavan vahvistus, joka määrittää sen satunnaisulostulosignaalin tason kun N = 1 ia f (r.il = 1 .For a multichannel spectrum, the spectrum of the random output signal being the input spectrum for the "oscillator product" system is the following tt-1 where Nq is the random signal level of the noise source 5 constant in a predetermined frequency range (it can be assumed to be 35 units), and 12 77954 kn is a developer. 4 n. Channel gain, which determines the level of its random output signal when N = 1 and f (r.il = 1.
o j i n maxo j i n max
Saamme k= Ä LfέK"^ I'ψ*" = ί <· ^7 / -Σ K>fli; 10 4 6^ 1We get k = Ä LfέK "^ I'ψ *" = ί <· ^ 7 / -Σ K> fli; 10 4 6 ^ 1
Ehdotettu menetelmä satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi oleellisesti lisää tarkkuutta testattaessa tuotteita satunnaisvärähtelyjen suhteen, joten testausolo-15 suhteet suuremmassa määrin muistuttavat todellisia toimintaolosuhteita.The proposed method for generating a random oscillation spectrum substantially increases the accuracy when testing products for random oscillations, so that the test condition-15 ratios are more similar to the actual operating conditions.
Menetelmää satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi keksinnön mukaisesti kuvataan nyt seuraavalla esimerkillä, jossa ulostulosignaalitason arvot on laskettu kus-20 sakin monikanavaisen satunnaissignaalikehittimen kanavassa.A method for generating a random oscillation spectrum according to the invention will now be described by the following example, in which the values of the output signal level are calculated in each channel of a multi-channel random signal generator.
Oletetaan, että tehtävänä on muodostaa satunnais-signaalispektri kaasuturbiinin siiven testaamiseksi. Vä-rähtelykiihtyvyyden spektrisen tiheyden suhteelliset arvot asetetaan kahteen tarkistuspisteeseen (a ja b) tes-25 tattavalla siivellä suhteelliseen taajuusalueeseen, esimerkiksi 0,2 - 2, joka kattaa kolme kaistaa = 0,2 - 0,8; 0,8 — 1,4; 1,4 — 2 — qj_^ ~ 0/18; c[j_2 = 0,41; q^^ = 0,53; a2l = 0,46; q22 = 0,5; q2;J = 0,34.Assume that the task is to generate a random signal spectrum to test the gas turbine blade. The relative values of the spectral density of the vibration acceleration are set at two checkpoints (a and b) with the wing to be tested in the relative frequency range, for example 0.2 to 2, covering three bands = 0.2 to 0.8; 0.8 - 1.4; 1.4 - 2 - qj_ ^ ~ 0/18; c [j_2 = 0.41; q ^^ = 0.53; a2l = 0.46; q22 = 0.5; q2, J = 0.34.
Ennalta määritellyllä suhteellisella taajuusalueel-30 la siiven satunnaisvärähtelyt saadaan aikaan monikanavaisella kehittimellä 4, jossa on esimerkiksi kuusi kanavaa.In a predetermined relative frequency range-30a, the random oscillations of the wing are produced by a multi-channel generator 4 with, for example, six channels.
Kullakin kanavalla on luonteenomainen araplituditaa-juusvaste · (&) ~ 1+(£0-&)*)*/0,0*1 13 77954 missä = 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; ja aseteltava ulos-tulosignaalitaso kR.Each channel has a characteristic araplitudit frequency response · (&) ~ 1+ (£ 0 - &) *) * / 0.0 * 1 13 77954 where = 0.3; 0.6; 0.9; 1.2; 1.5; 1.8; and adjustable output signal level kR.
On. taxpeen laskea arvot k^, jotka takaisivat muodostettavan värähtelyspektrin halutut parametrit.Is. taxpeen to calculate values k ^ that would return the desired parameters of the oscillation spectrum to be generated.
5 Lähtökohta on saada tuote 1 värähtelemään käyttä mällä hormonista signaalia jatkuvasti vaihtelevalla taajuudella suhteellisella taajuusalueella 0,2-2 seuraavan vaiheen ollessa amplituditaajuusvasteen (A/) mittaukset siiven kahdessa tarkistuspisteessä a ja b.5 The starting point is to make the product 1 oscillate using a hormonal signal at a continuously varying frequency in the relative frequency range 0.2-2, the next step being the amplitude frequency response (A /) measurements at the two checkpoints a and b of the wing.
10 Oletetaan, että mittauksista saadaan ψ*(ίύ) =0,1+0,1/6)10 Assume that the measurements give ψ * (ίύ) = 0.1 + 0.1 / 6)
Seuraava vaihe on laskea kertoimet an^ 20 V do --/7¾¾¾ dt> = m)The next step is to calculate the coefficients an ^ 20 V do - / 7¾¾¾ dt> = m)
0'21t OOH0'21t OOH
o,%No,%
25 Δ(θ1 oy 0,0H25 Δ (θ1 oy 0.0H
0tz ΰ,ϋΗ 300tz ΰ, ϋΗ 30
Samalla tavoin viitaten kaavaan (2) laskemme toiset kertoimet anii·Similarly, referring to formula (2), we calculate the second coefficients anii ·
Sitten ratkaistaan seuraavien yhtälöiden ryhmä: 0,145 k^ + 0,202 k^ + 0,096 k* + 0,03 kj + 0,014 k^ + " 35 0,008 k| = 0,18; b 14 77954 0,034 + 0,09 k^ + 0,277 kg + 0,354 kj + 0,162 kg + 0,05 kg = 0,41 ; 0,016 k^ + 0,026 k\ + 0,05 kg + 0,133 k^ + 0,409 kg + 0,505 kg = 0,53; 5 0,484 k\ = 0,526 k\ + 0,225 k? + 0,073 k? + 0,035 kl ? 0,02 k*- 0,46,- 0,046 k^ + 0,126 k^ + 0,385 kg + 0,413 kj + 0,176 kg + 0,01 k^ + 0,017 k^ + 0,034 kg + 0,094 k* + 0,286 kg + 0,3 kg = 0,34.Then solve a group of the following equations: 0.145 k ^ + 0.202 k ^ + 0.096 k * + 0.03 kj + 0.014 k ^ + "35 0.008 k | = 0.18; b 14 77954 0.034 + 0.09 k ^ + 0.277 kg + 0.354 k + + 0.162 kg + 0.05 kg = 0.41, 0.016 k ^ + 0.026 k \ + 0.05 kg + 0.133 k ^ + 0.409 kg + 0.505 kg = 0.53, 5 0.484 k ^ = 0.526 k \ + 0.225 k? + 0.073 k? + 0.035 kl? 0.02 k * - 0.46, - 0.046 k ^ + 0.126 k ^ + 0.385 kg + 0.413 kj + 0.176 kg + 0.01 k ^ + 0.017 k ^ + 0.034 kg + 0.094 k * + 0.286 kg + 0.3 kg = 0.34.
10 Ratkaisemalla yllä esitetty yhtälöryhmä saadaan ulostulosignaalitasojen arvot monikanavaisen satunnaissig-naalikehittimen 4 kullakin kanavalla: K2 = 0,005* 15 1 K2 = 0,65} \ 2 K4 = 20 ^ % = 0,35j K6 = 0,57 2510 By solving the above group of equations, the values of the output signal levels are obtained for each channel of the multichannel random signal generator 4: K2 = 0.005 * 15 1 K2 = 0.65} \ 2 K4 = 20 ^% = 0.35j K6 = 0.57 25
Monikanavaisen satunnaissignaalikehittimen 4 ulos-6 Σ2 o K* mikä varmistaa värähtelykiih- n = 1 30 tyvyyden spektrisen tiheyden halutut arvot kussakin tarkistuspisteessä (a, b) ennalta määrätyn taajuusalueen kullakin kolmella kaistalla.Output-6 Σ2 o K * of a multichannel random signal generator 4 which ensures the desired values of the spectral density of the oscillation noise = 1 at each checkpoint (a, b) in each of the three bands of the predetermined frequency range.
Viitaten nyt kuvioon laite satunnaisvärähtely-spektrin muodostamiseksi keksinnön mukaisesti käsittää 35 sellaiset sarjaan kytketyt komponentit kuin valkoisen kohinan generaattori 5, kaistanpäästösuodin 6 ja säädettävä 15 77954 vahvistin 7 kullakin monikanavaisen kehittimen 4 kanavalla. Ehdotetun satunnaisvärähtelyspektrin muodostavan laitteen rakenteen paremman ymmärtämisen mahdollistamiseksi kuvion lohkokaavio esittää monikanavaisen kehittimen 4, jossa on 5 vain kaksi kanavaa I ja II. Kaikkien säätövahvistimien 7 ulostulot on kytketty summaimen 8 sisääntuloihin, jonka ulostulot on kytketty toiseen portin 9 sisääntuloon toisen sisääntulon ollessa kytkettynä muuttuvataajuiseen harmoniseen värähtelijään 10. Portin 9 ulostulo on kytketty 10 värähtelijän 2 sisääntuloon, joka on asennettu testattavalle tuotteelle värähtelyantureiden 3 ollessa kiinnitettyinä tarkistuspisteisiin a ja b mainitulla tuotteella. Kaikkien värähtelyanturien 3 ulostulot on liitetty kytkimen 12 kautta amplitudi-ilmaisimeen 13, jonka ulostulo on 15 kytketty yhteen muistiyksikön 14 sisääntuloon. Samaan sisääntuloon on kytketty taajuudeltaan vaihteleva harmoninen värähtelijä 10. Muistiyksikön 14 ulostulo on kytketty yhteen laskentayksikön 15 sisääntuloon muiden sisääntulojen ollessa kytkettyinä yksikköön 16 muodostetun satunnaisvä-20 rähtelyspektrin parametrien asettelemiseksi. Laskentayksikön 15 kolmanteen (ohjaus) sisääntuloon on kytketty ohjausyksikön 17 ensimmäinen ulostulo ohjausyksikön 17 saman ulostulon ollessa kytkettynä taajuudeltaan vaihtelevan harmonisen värähtelijän 10, muistiyksikön 14 ja kytkimen 12 oh-25 jaussisääntuloihin. Ohjausyksikön 17 toinen ulostulo on kytketty portin 9 ohjaussisääntuloon. Laskentayksikön 15 yksi ulostulo on kytketty säätövahvistimien 17 sisääntuloihin kaikilla kanavilla samalla kun sen toinen ulostulo on kytketty muistiyksikön 14 kolmanteen sisääntuloon.Referring now to the figure, the device for generating a random oscillation spectrum according to the invention comprises 35 series-connected components such as a white noise generator 5, a bandpass filter 6 and an adjustable amplifier 7 on each channel of the multichannel generator 4. In order to allow a better understanding of the structure of the device for generating the proposed random oscillation spectrum, the block diagram of the figure shows a multichannel generator 4 with only two channels I and II. The outputs of all control amplifiers 7 are connected to the inputs of an adder 8, the outputs of which are connected to the second input of gate 9 with the second input connected to a variable frequency harmonic 10. The output of gate 9 is connected to 10 inputs of with the said product. The outputs of all the oscillation sensors 3 are connected via a switch 12 to an amplitude detector 13, the output of which is connected to one input of the memory unit 14. A harmonic oscillator 10 of varying frequency is connected to the same input. The output of the memory unit 14 is connected to one input of the computing unit 15 while the other inputs are connected to the unit 16 to set the parameters of the random oscillation spectrum formed in the unit 16. Connected to the third (control) input of the calculation unit 15 is the first output of the control unit 17, the same output of the control unit 17 being connected to the control inputs of the variable frequency oscillator 10, the memory unit 14 and the switch 12. The second output of the control unit 17 is connected to the control input of the gate 9. One output of the computing unit 15 is connected to the inputs of the control amplifiers 17 on all channels, while its other output is connected to the third input of the memory unit 14.
30 Keksinnön mukainen laite satunnaisvärähtelyspektrin muodostamiseksi toimii seuraavasti.The device according to the invention for generating a random oscillation spectrum operates as follows.
Ohjaussignaali ohjausyksiköstä 17 siirtää laitteen "viritys"-tilaan. Tässä tapauksessa taajuudeltaan vaihtelevan harmonisen värähtelijän 10 ulostulo on kytketty teho-35 vahvistimen 11 sisääntuloon portin 9 kautta. Samanaikaisesti ohjaussignaali ohjausyksikön 17 ulostulosta Hipaisee 16 77954 taajuudeltaan vaihtelevan harmonisen oskillaattorin 10 sen ulostulosignaalin ollessa syötettynä tehovahvistimen kautta värähtelijän 2 sisääntuloon aikaansaaden siten tuotteen 1 harmonisia värähtelyjä alle yhden ja kytkimen 12 ohjaus-5 sisääntuloon, joka vaihtoehtoisesti kytkee värähtelyantu-rit 3 amplitudi-ilmaisimen 13 sisääntuloon. Amplitudi-ilmaisimen 13 ulostulosignaalit ovat "värähtelijä-tuote"-järjes-telmän amplituditaajuusvasteiden (ω) mitattuja arvoja testattavan tuotteen 1 tarkistuspisteissä a ja b, jotka 10 tallennetaan muistiyksikköön 14 yhdessä taajuudeltaan muuttuvan harmonisen värähtelijän 10 kulloisenkin taajuuden kanssa. Muistiyksikkö 14 tallettaa myös monikanavaisen ke-hittimen 4 kaistanpäästösuotimien 6 amplituditaajuusvasteet fn(u).The control signal from the control unit 17 switches the device to the "tuning" mode. In this case, the output of the harmonic oscillator 10 of varying frequency is connected to the input of the power-35 amplifier 11 through the gate 9. Simultaneously, the control signal from the output of the control unit 17 flickers 16 77954 of the variable frequency harmonic oscillator 10 with its output signal fed through the power amplifier to the input of the oscillator 2, thus causing the product 1 to harmonize oscillations . The output signals of the amplitude detector 13 are the measured values of the amplitude frequency responses (ω) of the "oscillator-product" system at checkpoints a and b of the test product 1, which are stored in the memory unit 14 together with the respective frequency of the variable frequency oscillator 10. The memory unit 14 also stores the amplitude frequency responses fn (u) of the bandpass filters 6 of the multi-channel generator 4.
15 Ennen mittauksia "viritys"-tilassa signaali ohjaus yksikön 17 ensimmäisestä ulostulosta syötetään muistiyksi-kön 14 ja laskentayksikön 15, ohjaussisääntuloihin niiden saattamiseksi alkutilaansa.Before the measurements in the "tuning" mode, a signal from the first output of the control unit 17 is applied to the control inputs of the memory unit 14 and the calculation unit 15 to reset them.
Täydennettäessä amplituditaajuusvasteiden ^(q) mit-20 tauksia kussakin tarkistuspisteessä a, b muistiyksikön 14 ulostulosignaali tulee laskentayksikön 15 sisääntuloon. Laskentayksikkö 15 laskee peräkkäisesti kertoivat an^ käyttäen kaavaa (2) ja saadut arvot tallennetaan muistiyksikköön 14. Sen jälkeen kun kertoimet an^ on laskettu, kaik-25 ki arvot an^ syötetään laskentayksikön 15 sisääntuloon. Samanaikaisesti laskentayksikön 15 toinen sisääntulo hyväksyy yksikön 16 ulostulon muodostetun satunnaisvärähtely-spektrin parametrien asettamiseksi muotoon q^i.When supplementing the measurements of the amplitude frequency responses ^ (q) at each checkpoint a, b, the output signal of the memory unit 14 enters the input of the calculation unit 15. The calculation unit 15 successively calculates the multipliers an ^ using the formula (2), and the obtained values are stored in the memory unit 14. After the coefficients an ^ are calculated, all the values an ^ are input to the input of the calculation unit 15. At the same time, the second input of the calculation unit 15 accepts the output of the unit 16 for setting the parameters of the generated random oscillation spectrum in the form q ^ i.
Sen jälkeen laskentayksikkö 15 ratkaisee lineaari-30 sen yhtälöryhmän (1) ja laskee säätövahvistimien 7 vahvistuksen k . Laskennan jälkeen ohjausyksikkö 17 kytkee taajuudeltaan muuttuvan harmonisen oskillaattorin 10 irti tehovahvistimen 11 sisääntulosta ja kytkee siihen monikanavaisen kehittimen 4 ulostulon siirtäen siten laitteen 35 "testaus"-tilaan.The calculation unit 15 then solves its linear-30 equation group (1) and calculates the gain k of the control amplifiers 7. After the calculation, the control unit 17 disconnects the variable frequency harmonic oscillator 10 from the input of the power amplifier 11 and connects to it the output of the multichannel generator 4, thus moving the device 35 to the "test" mode.
17 77954 "Testaus"-tilassa laajakaistaiset satunnaissignaalit, joilla on tasainen spektrinen tehotiheys ennalta määrätyllä taajuusalueella, syötetään valkoisen kohinan generaattorien 5 ulostuloista kaistanpäästösuotimien 6 sisään-5 tuloihin, jotka päästävät ulostuloonsa vain ne laajakaistaisen satunnaissignaalin komponentit, jotka ovat niiden siirtokaistan sisällä. Kaistanpäästösuotimien 6 ulostulosignaalit tulevat säätövahvistimien 7 sisääntuloihin, joiden vahvistimien vahvistus on asetettu käyttäen laskettuja 10 ja kiinteitä k^rn arvoja. Monikanavaisen kehittimen 4 kanavien I ja II satunnaiset ulostulosignaalit syötetään summaimen 8 sisääntuloihin, jonka ulostulosignaali syötetään portin 9 ja tehovahvistimen 11 kautta värähtelijän 2 sisääntuloon aiheuttaen siten tuotteen 1 satunnaisvärähte-15 lyn halutulla värähtelyspektrillä.17 77954 In the "Testing" mode, wideband random signals having a uniform spectral power density in a predetermined frequency range are fed from the outputs of the white noise generators 5 to the inputs-5 of the bandpass filters 6, which output only those components of the wideband random signal. The output signals of the bandpass filters 6 enter the inputs of the control amplifiers 7, the gain of the amplifiers of which is set using the calculated values of 10 and fixed k ^ rn. The random output signals of the channels I and II of the multichannel generator 4 are fed to the inputs of an adder 8, the output signal of which is fed through the gate 9 and the power amplifier 11 to the input of the oscillator 2, thus causing the product 1 to oscillate with the desired oscillation spectrum.
Tew.juudeltaan vaihtelevan harmonisen oskillaattorin 10 käyttö ehdotetussa laitteessa on tehnyt mahdolliseksi mitata "värähtelijä-tuote"-järjestelmän amplitudi-taajuusvasteet (o>) tarkistuspisteissä käyttäen tavan-20 omaista amplitudi-ilmaisinta 13, jolla on pieni integraa-tiokosketus, etu, joka eliminoi sellaisen mutkikkaan yksikön kuin monikanavaisen satunnaissignaalianalysaattorin tarpeen, siten tiukkoja vaatimuksia ei aseteta kehittimen kanavien kaistanpäästösuotimien ja analysaattorin saman-25 laisten kanavien kaistanpäästösuotimien amplituditaajuus-vasteiden suorakulmaisuudelle ja samanlaisuudelle, mikä yleensä eliminoi ohjausvirheen. Siten laite, joka muodostaa keksinnön kohteen, sallii sekä värähtelykiih-tyvyyden spektrisen tiheyden luonteenomaisten arvojen 30 saamisen testattavan tuotteen kussakin tarkistuspisteessä käyttäen yhtä värähtelijää ja ratkaisten tarkemmin satun-naisvärähtelyspektrin muodostamisongelman ennalta määrätyn taajuusalueen kaistojen yhdessä tarkistuspisteessä.The use of a variable wavelength harmonic oscillator 10 in the proposed device has made it possible to measure the amplitude-frequency responses (o>) of the "oscillator-product" system at checkpoints using a conventional amplitude detector 13 with low integration contact, an advantage that eliminates the need for a complex unit such as a multichannel random signal analyzer, thus no stringent requirements are placed on the rectangularity and similarity of the amplitude frequency responses of the bandpass filters of the developer channels and the analyzer bandpass filters of similar channels, which generally eliminates control error. Thus, the device which is the subject of the invention allows both characteristic values 30 of the spectral density of the oscillation acceleration to be obtained at each checkpoint of the product under test using a single oscillator and solving the problem of random oscillation spectrum generation at a single checkpoint in a predetermined frequency band.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI832950A FI77954C (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI832950 | 1983-08-17 | ||
| FI832950A FI77954C (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI832950A0 FI832950A0 (en) | 1983-08-17 |
| FI832950A FI832950A (en) | 1985-02-18 |
| FI77954B FI77954B (en) | 1989-01-31 |
| FI77954C true FI77954C (en) | 1989-05-10 |
Family
ID=8517614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI832950A FI77954C (en) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI77954C (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186911B (en) * | 2018-10-31 | 2021-04-20 | 四川省建筑科学研究院有限公司 | Building self-adaptive excitation and dynamic characteristic identification system and method |
-
1983
- 1983-08-17 FI FI832950A patent/FI77954C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI832950A (en) | 1985-02-18 |
| FI77954B (en) | 1989-01-31 |
| FI832950A0 (en) | 1983-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4513622A (en) | Method of forming random vibration spectrum and device therefor | |
| KR940701568A (en) | Method and apparatus for testing hardening | |
| US4041783A (en) | System for measuring vibration frequency of vibrating object | |
| FI77954C (en) | Method and apparatus for forming the spectrum of random vibrations. | |
| US3206672A (en) | Apparatus for determining the transfer function of the four terminal linear electrical system | |
| SU976321A1 (en) | Device for random vibration testing | |
| SU993218A1 (en) | Device for forming random vibration spectrum | |
| US4513620A (en) | System for testing articles with random and harmonic vibrations | |
| SU849025A1 (en) | Device for testing articles for random vibrations | |
| FI75670B (en) | SYSTEM FOER PROVNING AV ARBETSSTYCKEN MEDELST SLUMPMAESSIGT UPPTRAEDANDE OCH HARMONISKA VIBRATIONER. | |
| SU970167A1 (en) | Device for reproducing narrow-band random vibration | |
| SU1133490A1 (en) | Multifunctional device for structure vibration-testing | |
| SU1089443A1 (en) | Device for random vibration testing (its versions) | |
| RU2008628C1 (en) | Random vibration test facility | |
| SU879351A1 (en) | Device for reproducing random vibration spectrum | |
| SU1511611A1 (en) | Method and apparatus for monitoring spectrum of random vibration of articles when testing for wide-band random vibration on electrodynamic vibration-testing machine | |
| SU1427194A1 (en) | Device for testing for random vibration | |
| SU962805A1 (en) | Multichannel apparatus for quality control of articles by acoustic emission | |
| SU1226103A1 (en) | Arrangement for article vibration testing | |
| SU1374072A1 (en) | Method of producing pre-set vibration spectrum when testing articles for wide-band random vibration | |
| SU758079A1 (en) | Device for determining frequency characteristics of automatic control systems | |
| RU2091737C1 (en) | Device testing articles for random loads | |
| SU1057844A1 (en) | Device for electromagnetic checking of metal articles | |
| SU1171960A1 (en) | Device for generating random signals simulating signals resulted from mechanical vibrations | |
| SU1497610A1 (en) | Apparatus for shaping a spectrum of random vibration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: KAZANSKY AVIATSIONNY INSTITUT |