PL60186B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.IV.1970 60186 KI. 21 c, 46/32 MKP G 05 b, 19/02 CZ Twórca wynalazku: mgr inz. Tadeusz Skwirczynski Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Urzadzenie sterujace do wzbudnika elektrodynamicznego Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie sterujace do wzbudnika elektrodynamicznego, które na wej¬ sciu wspólpracuje z czujnikiem drgan, a sygnal wyjsciowy steruje wzmacniaczem mocy zasilajacym cewke ruchoma wzbudnika elektrodynamicznego.Dotychczas stosowane urzadzenia sterujace pra¬ cujace w zestawach do wzbudzania drgan byly zwyklymi generatorami akustycznymi typu RC lub dudnieniowymi, przestrajanymi recznie, pokrywaja¬ cymi wymagany zakres czestotliwosci w 3, 2 lub 1 zakresach, albo urzadzeniami sterujacymi o spec¬ jalnej konstrukcji przestrajanymi automatycznie za pomoca silniczka elektrycznego i umozliwiajacymi programowanie badan dynamicznych. W typowym zestawie do wzbudnika drgan, sygnal elektryczny, z czujnika drgan znajdujacego sie na stole rucho¬ mym wzbudnika elektrodynamicznego, podawany jest na wejscie urzadzenia sterujacego, a sygnal wyjsciowy urzadzenia sterujacego idzie na wejscie wzmacniacza mocy, który zasila cewke ruchoma wzbudnika elektrodynamicznego. Dzialanie urzadze¬ nia sterujacego polega na takim sterowaniu moca zasilajaca cewke ruchoma wzbudnika, aby drgania stolu wzbudnika, mierzone przez czujnik drgan, byly stale i niezalezne od charakterystyk przenoszenia urzadzen zestawu do wzbudzania drgan i obiektu badanego.Na przyklad wzrost poziomu drgan na stole spo¬ woduje wzrost sygnalu elektrycznego czujnika drgan, który jest podawany na wejscie urzadzenia 10 15 20 25 30 sterujacego. Wzrost napiecia wejsciowego wywola zmniejszenie napiecia wyjsciowego urzadzenia ste¬ rujacego w wyniku dzialania kompresora, co spo¬ woduje zmniejszenie wysterowania cewki wzbud¬ nika elektrodynamicznego tak, ze drgania stolu wzbudnika pozostana w konsekwencji prawie stale.W znanym urzadzeniu sygnal przyspieszenia z czuj¬ nika drgan znajdujacego sie na stole wzbudnika elektrodynamicznego podawany jest na dzielnik na¬ piecia. Z dzielnika sygnal idzie jednoczesnie na trzy tory: tor przemieszczenia, w którym znajduje sie uklad pojedynczego calkowania, tor predkosci i tor przyspieszenia.Nastepnie te trzy tory sa polaczone z przelaczni¬ kiem rodzaju pracy. Przelacznik rodzaju pracy sluzy do wybrania jednego z pieciu programów automa¬ tycznej regulacji poziomu drgan, a mianowicie: re¬ gulacja poziomu predkosci, albo przemieszczenia, albo przyspieszenia, albo predkosci przy niskich czestotliwosciach z automatycznym przelaczeniem na regulacje przyspieszenia przy wyzszych czestotli¬ wosciach, albo przemieszczenia przy niskich czesto¬ tliwosciach z automatycznym przelaczeniem na re¬ gulacje przyspieszenia przy wyzszych czestotliwos¬ ciach. W przypadku automatycznej regulacji prze¬ mieszczenia albo predkosci, sygnal z przelacznika jest podawany na pierwszy wzmacniacz, uklad po¬ jedynczego calkowania, drugi wzmacniacz i poten¬ cjometr wspólny dla nastawiania poziomu prze¬ mieszczenia albo predkosci. Natomiast dla regulacji 6018660186 przyspieszenia sygnal ten jest poddany tylko podwój¬ nemu wzmocnieniu i idzie na potencjometr sluzacy do nastawiania poziomu przyspieszenia. W znanym urzadzeniu zastosowano bierne obwody calkujace.Na wejscie kompresora podawany jest sygnal z od¬ czepu jednego z potencjometrów nastawiania pozio¬ mów drgan. Kompresor dostarcza ujemnego na¬ piecia polaryzujacego siatke sterujaca stopnia o re¬ gulowanym wzmocnieniu, proporcjonalnego do poziomu napiecia podawanego na wejscie kompre¬ sora. Jednoczesnie na siatke sterujaca stopnia o re¬ gulowanym wzmocnieniu podawane jest napiecie o stalej czestotliwosci i amplitudzie z oscylatora.Napiecie wyjsciowe ze stopnia o regulowanym wzmocnieniu podawane jest na jedna elektrode mie- szacza, a na jego druga elektrode podawane jest z oscylatora napiecie o stalej amplitudzie i zmienia¬ nej czestotliwosci, za pomoca silniczka elektrycz¬ nego. Sygnal z mieszacza jest filtrowany i wzmac¬ niany za pomoca wzmacniacza, a nastepnie jest po¬ dawany na wejscie wzmacniacza mocy zasilajacego cewke wzbudnika elektrodynamicznego. Miedzy siatka a katoda lampy kompresora znajduje sie styk zwiemy, który jest zwierany przez krzywke napedzana przez silniczek, w czasie gdy wskazówka generatora urzadzenia sterujacego znajduje sie poza skala czestotliwosci generatora. W wyniku tego uzyskuje sie tlumienie poza zakresem pracy napie¬ cia wyjsciowego urzadzenia sterujacego. Urzadzenie opisane co prawda realizuje piec funkcji, jednakze nie uwzgledniaja one innych czesto spotykanych programów badan na drgania.Celem wynalazku jest rozszerzenie mozliwosci badawczych oraz polepszenie parametrów urzadze¬ nia sterujacego.Zgodnie z postawionym zadaniem opracowano urzadzenie sterujace, które ma trzy niezalezne tory pomiarowe oraz trzy niezalezne tory nastawiania, w których znajduja sie trzy niezalezne elementy nastawiania poziomów parametrów drgan, przy czym tory pomiarowe i tory nastawiania sa pola¬ czone z zespolem automatyki sterujacym nimi rów¬ noczesnie wedlug zadanego programu. Ponadto w zespole automatyki znajduje sie znacznik czesto¬ tliwosci, który wysyla sygnaly do rejestratora drgan powodujac naniesienie skali czestotliwosci na wy¬ kres wykonywany przez rejestrator. Zespól automa¬ tyki steruje takze kompresorem wybierajac dowol¬ nie w calym zakresie czestotliwosci przedzial tlu¬ mienia napiecia wyjsciowego urzadzenia sterujacego.Urzadzenie sterujace do wzbudnika elektrodyna¬ micznego bedace przedmiotem wynalazku rozszerza mozliwosci badawcze oraz odznacza sie lepszymi parametrami w porównaniu do istniejacych tego typu urzadzen. Urzadzenie zapewnia automatyczna regulacje poziomów przemieszczenia, predkosci i przyspieszenia na stole wzbudnika elektrodyna¬ micznego z niezaleznym nastawianiem ich pozio¬ mów. Dzieki oddzieleniu od siebie torów: przemiesz¬ czenia, predkosci i przyspieszenia oraz zapewnienia automatycznego wybierania tych torów w calym zakresie czestotliwosci istnieje mozliwosc realizacji siedmiu programów badan. Poszczególne programy przewiduja nastepujace warianty automatycznej re¬ gulacji poziomu drgan na stole wzbudnika elektro¬ dynamicznego: przemieszczenie, predkosc, przyspie¬ szenie, przemieszczenie-predkosc, przemieszczenie- -przyspieszenie, predkosc-przyspieszenie, przemiesz- czenie-predkosc-przyspieszenie. Uzyty znacznik cze- 5 stotliwosci daje praktyczne korzysci podczas anali¬ zowania wyników badan zapisanych w formie gra¬ ficznej. Zastosowane tlumienie napiecia wyjscio¬ wego urzadzenia sterujacego w wybranych prze¬ dzialach czestotliwosci umozliwia miedzy innymi 10 ominiecie rezonansów wlasnych obiektów badanych i ograniczenie pasma czestotliwosci wzbudzania wzbudnika elektrodynamicznego.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia 15 schemat blokowy urzadzenia sterujacego do wzbud¬ nika elektrodynamicznego.Jak pokazano na rysunku sygnal przyspieszenia z czujnika drgan (nie pokazanego na rysunku) znaj¬ dujacego sie na stole wzbudnika, przechodzi kolejno 20 przez dzielnik napiecia 1, wlaczony na wejscie zes¬ polu pomiarowego A, polaczonego z zespolem nasta¬ wiania B, nastepnie na kompresor 7, z którego jest podawany na dalsza czesc ukladu urzadzenia steru¬ jacego. Zespól pomiarowy A sklada sie: z toru prze- 25 mieszczenia w sklad którego wchodzi uklad podwój¬ nego calkowania 2, toru predkosci skladajacego sie z ukladu pojedynczego calkowania 3 i toru przyspie¬ szenia. Zespól nastawiania B sklada sie: z toru prze¬ mieszczenia zawierajacego element nastawiania po- 30 ziomu przemieszczenia 4, toru predkosci zawiera¬ jacego element nastawiania poziomu predkosci 5 i toru przyspieszenia zawierajacego element nasta¬ wiania poziomu przj^spieszenia 6. W urzadzeniu automatyczne sterowanie wybieraniem poszczegól- 35 nych torów pomiarowych i nastawiania odbywa sie za pomoca zespolu automatyki 9. Za pomoca zespolu automatyki 9, programuje sie, który parametr drgan i w jakim zakresie czestotliwosci ma byc wybrany do automatycznej regulacji. Do tego celu w zespole 40 automatyki 9 wykorzystuje sie krzywki sterujace stykami przekazników, które wlaczaja i wylaczaja poszczególne tory pomiarowe i nastawiania. Wiel¬ kosc automatycznie regulowana moze byc w calym zakresie ta sama, wzglednie moze byc zmieniona 45 w pewnych przedzialach czestotliwosci. Kolejnosc wystepowania poszczególnych wielkosci regulowa¬ nych, liczac od czestotliwosci malych do duzych jest nastepujaca: przemieszczenie, predkosc i przy¬ spieszenie. Kolejnosc taka wynika z faktu, iz skutki 50 drgan na malych czestotliwosciach sa proporcjo¬ nalne do przemieszczen, zas na duzych — do przyspie¬ szen. Takwiec istnieje mozliwosc realizacji siedmiu programów badan, wedlug których mozna regulo¬ wac automatycznie poziomy nastepujacych para- 55 metrów: przemieszczenie, predkosc, przyspieszenie, przemieszczenie-predkosc, przemieszczenie-przys- pieszenie, predkosc-przyspieszenie i przemieszcze- nie-predkosc-przyspieszenie. Kompresor 7 wytwarza ujemne napiecie polaryzujace siatke sterujaca stop- 60 nia o regulowanym wzmocnieniu 10, przy czym war¬ tosc napiecia jest zalezna od poziomu drgan na stole wzbudnika. Jednoczesnie na ta sama siatke steruja¬ ca podawane jest z oscylatora 11 napiecie o stalej wartosci i stalej czestotliwosci. Napiecie wyjsciowe 65 ze stopnia o regulowanym wzmocnieniu 10 poda-5 60186 6 wane jest na elektrode mieszacza 12, a na druga jego elektrode podawane jest napiecie o stalej war¬ tosci i zmiennej czestotliwosci z oscylatora 13, któ¬ rego kondensator zmienny jest napedzany przez sil- niczek elektryczny znajdujacy sie w zespole auto¬ matyki 9.Sygnal elektryczny z mieszacza 12 jest filtrowany i wzmacniany przez wzmacniacz 14, a nastepnie jest podawany na wzmacniacz mocy (nie pokazany na rysunku) zasilajacy cewke ruchoma wzbudnika elektrodynamicznego. Ponadto zespól automatyki 9 steruje stykiem 15 kompresora 7. Polaczenie styku 15 powoduje zwarcie siatki z katoda kompresora 7, co w efekcie daje calkowite odetkanie lampy kom¬ presora 7. Dlatego na jego wyjsciu pojawia sie pelne napiecie ujemne, Napiecie to ma taka wartosc, ze zatyka calkowicie lampe stopnia o regulowanym wzmocnieniu 10, co w konsekwencji prowadzi do tego, ze na wyjsciu urzadzenia sterujacego nie ma napiecia sygnalu. Jest to zakres tlumienia napiecia wyjsciowego. Zespól automatyki 9 zapewnia reali¬ zacje zakresu tlumienia o dowolnej szerokosci i do¬ wolnym jego polozeniu na skali czestotliwosci pracy urzadzenia sterujacego. Jest to bardzo cenna zaleta urzadzenia sterujacego, gdyz pozwala automatycznie unikac pobudzania do drgan obiektów badanych w dowolnym zakresie czestotliwosci, na przyklad w obszarze czestotliwosci, w którym nastepuje nie¬ bezpieczny rezonans. Urzadzenie sterujace wyposa¬ zone jest takze w znacznik czestotliwosci zrealizo¬ wany za pomoca styków zwieranych przez odpo¬ wiednia krzywke znajdujaca sie w zespole automa¬ tyki 9, obracana wspólbieznie ze wskazówka czesto¬ tliwosci przez silniczek elektryczny znajdujacy sie w zespole automatyki 9. W chwili zwarcia wspom¬ nianych styków podawane jest napiecie stale na rejestrator 8, na który jednoczesnie podawany jest z zespolu nastawiania B sygnal wielkosci automa¬ tycznie regulowanej. Dlatego na wykresie wykona¬ nym przez rejestrator 8 naniesiona jest skala czesto¬ tliwosci, co ulatwia odczytywanie uzyskanych wy- ' ników pomiarów. Ponadto w ukladach calkujacych *¦. 2 i 3 wykorzystano znany, czynny uklad calkujacy zbudowany na lampie elektronowej i oparty na zja- 5 wisku Millera. Uklad ten, dzieki istniejacemu ujem¬ nemu sprzezeniu zwrotnemu miedzy aniela, i siatka, zwieksza stala czasowa RC obwodu calkujacego oraz wzmacnia równoczesnie napiecie poddawane calkowaniu, zapewniajac zwiekszenie napiecia syg¬ nalu wyjsciowego z ukladów calkujacyh 2 i 3. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie sterujace do wzbudnika elektrody¬ namicznego wspólpracujace z czujnikiem drgan po¬ laczonym poprzez dzielnik napiecia i zespól pomia¬ rowy z zespolem nastawiania poziomów, znamienny tym, ze ma trzy niezalezne tory pomiarowe w zes¬ pole pomiarowym (A) oraz trzy niezalezne tory nas¬ tawiania w zespole nastawiania (B), w których znajduja sie trzy niezalezne elementy nastawiania (4, 5, 6) poziomów parametców drgan, przy czym tory pomiarowe i tory nastawiania sa polaczone z zespolem automatyki (9) sterujacym nimi równo¬ czesnie wedlug zadanego programu.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zespól automatyki (9) posiada znacznik czestotli¬ wosci, który wysyla sygnaly do rejestratora (3) po¬ wodujac naniesienie skali czestotliwosci na wykres wykonywany przez rejestrator (8).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1. znamienne tym, ze zespól automatyki (9) jest polaczony z kompreso¬ rem (7), w celu wybierania dowolnie w calym za¬ kresie czestotliwosci przedzialu tlumienia napiecia wyjsciowego urzadzenia sterujacego.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1. znamienne tym, ze w zespole pomiarowym (A) znajduja sie znane czynne uklady calkujace (2, 3) oparte na zjawisku Millera. 15 20 25 30 35KI. 21 c, 46/32 60186 MKP G 05 b, 19/02 / A 604 — LDA — 20. 2.70 230 egz. PL PL