RU2749702C1

RU2749702C1 - Pendulum calibration vibrobench

Info

Publication number: RU2749702C1
Application number: RU2020140090A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Ковалев
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-06-16

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: invention relates to measurement technology, namely to devices for measuring the parameters of vector objects in the low-frequency range, and can be used in geophysics to study such parameters as sensitivity, directional characteristic and the division coefficient of the directional characteristic of acceleration channels, in particular, vector type receivers and their elements, as well as for use in the technological cycles of manufacturing accelerometers for selecting sensors by sensitivity. The vibrobench contains a base, a swinging unit with a device for placing the object under study, an electronic unit, a swing angle sensor, a multi-channel amplifier, an ADC and a digital communication system. In addition, it also contains a processor unit connected to an electromagnet, a permanent magnet mounted on the cheek of the swinging unit, as well as a swing amplitude setter and an indicator of acceleration, frequency and swing amplitude connected to the processor unit.EFFECT: simplification of the technology of use, the increase of accuracy in measurements, as well as simplification of processing the results obtained.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров векторных объектов в низкочастотном диапазоне, и может быть применено в геофизике для исследования таких параметров как чувствительность, характеристика направленности и коэффициент деления характеристики направленности каналов ускорения, в частности, векторных приемников соколеблющегося типа и их элементов, а также для использования в технологических циклах изготовления акселерометров для отбора датчиков по чувствительности.The invention relates to measuring equipment, namely to devices for measuring parameters of vector objects in the low-frequency range, and can be used in geophysics to study such parameters as sensitivity, directivity characteristic and division factor of the directivity characteristic of acceleration channels, in particular, vector receivers of the falconry type and their elements, as well as for use in technological cycles of manufacturing accelerometers for selecting sensors by sensitivity.

Векторные приемники, используемые в гидроакустике, обладают характеристиками направленности, что позволяет измерять вектор колебательной скорости в акустическом поле. Существуют различные типы таких приемников, в том числе инерционные приемники соколеблющегося типа, чувствительные к ускорению в акустическом поле, при этом колебательную скорость получают интегрированием выходного сигнала векторного приемника. Как правило, такие приемники содержат три ортогональных канала, чувствительные к ускорению. Для успешной эксплуатации векторного приемника необходимо знание его чувствительности к ускорению по каналам, т.е. величина напряжения на выходе устройства под действием известного ускорения, а также форма характеристики направленности для каждого канала. Теоретически каналы ускорения векторного приемника должны иметь дипольную характеристику направленности, реально при действии ускорения перпендикулярно оси чувствительности на выходе канала векторного приемника присутствует ненулевой сигнал, в отличие от теоретически идеальной характеристики. При этом мерой неидеальности характеристики направленности является так называемый коэффициент деления, определяемый как отношение выходного сигнала при действии ускорения вдоль оси чувствительности канала векторного приемника к сигналу, когда ускорение направлено перпендикулярно оси чувствительности канала. Помимо векторных приемников в геофизике используются также отдельные акселерометры, обладающие характеристикой направленности и чувствительностью, и эти параметры акселерометров (коэффициент деления для характеристики направленности и величина чувствительности к ускорению) необходимо измерять, а также подвергать поверке в процессе эксплуатации. Кроме того, при изготовлении векторных приемников необходимо проводить перед сборкой отбор чувствительных элементов по величине чувствительности с целью установки в готовое изделие чувствительных элементов, параметры которых находятся в пределах допусков.Vector receivers used in hydroacoustics have directional characteristics, which makes it possible to measure the oscillatory velocity vector in an acoustic field. There are various types of such receivers, including inertial falcon receivers that are sensitive to acceleration in the acoustic field, and the oscillatory speed is obtained by integrating the output of the vector receiver. Typically, such receivers contain three orthogonal acceleration-sensitive channels. For the successful operation of a vector receiver, it is necessary to know its sensitivity to acceleration along the channels, i.e. the magnitude of the voltage at the output of the device under the action of a known acceleration, as well as the shape of the directivity characteristic for each channel. Theoretically, the acceleration channels of a vector receiver should have a dipole directional characteristic; in reality, when acceleration is applied perpendicular to the sensitivity axis, a nonzero signal is present at the output of the vector receiver channel, in contrast to the theoretically ideal characteristic. In this case, the measure of the imperfection of the directivity characteristic is the so-called division factor, defined as the ratio of the output signal under the action of acceleration along the sensitivity axis of the vector receiver channel to the signal when the acceleration is directed perpendicular to the channel sensitivity axis. In addition to vector receivers, geophysics also uses separate accelerometers with directional characteristics and sensitivity, and these parameters of accelerometers (division ratio for directional characteristics and magnitude of sensitivity to acceleration) must be measured and verified during operation. In addition, in the manufacture of vector receivers, prior to assembly, it is necessary to select sensitive elements according to their sensitivity in order to install sensitive elements in the finished product, the parameters of which are within tolerances.

Для решения означенных задач используют различные вибростенды, создающие переменное ускорение вдоль какого-либо направления, например, вертикального, состоящие, как правило, из платформы, где закрепляется исследуемый объект (векторный приемник), привода, например, электромагнитного, обеспечивающего колебания платформы в вертикальной плоскости, а также электронного блока, обеспечивающего силовое энергоснабжение привода. К недостаткам таких вибростендов относятся высокая стоимость, сложность и наличие паразитных колебаний в плоскости, перпендикулярной оси, вдоль которой генерируются рабочие колебания, что приводит к погрешностям при определении коэффициента деления характеристики направленности канала векторного приемника.To solve the above problems, various vibration stands are used that create variable acceleration along any direction, for example, vertical, consisting, as a rule, of a platform where the object under study (vector receiver) is fixed, a drive, for example, an electromagnetic drive, providing platform oscillations in the vertical plane , as well as an electronic unit that provides power to the drive. The disadvantages of such shakers include high cost, complexity and presence of parasitic oscillations in a plane perpendicular to the axis along which operating oscillations are generated, which leads to errors in determining the division ratio of the directivity characteristic of the vector receiver channel.

Известен автоколебательный вибростенд (а.с. СССР №169842), содержащий автоколебательную систему и магнитную систему, выполняющую роль упругого элемента, жесткость которого определяется интенсивностью магнитного поля. Это позволяет плавно регулировать жесткость упругого элемента, за счет чего достигается изменение частоты колебаний. Однако наличие автоколебательной системы, состоящей из датчика, усилителя и возбудителя, а также системы управления током в магнитной системе усложняет конструкцию стенда. Кроме того, отсутствие в конструкции датчика ускорения делает генерируемую стендом амплитуду вибраций зависимой от массы помещенного на вибростенд объекта, и, в общем случае, неопределенной.Known self-oscillating vibration stand (AS USSR No. 169842), containing a self-oscillating system and a magnetic system that plays the role of an elastic element, the rigidity of which is determined by the intensity of the magnetic field. This allows you to smoothly adjust the stiffness of the elastic element, thereby achieving a change in the vibration frequency. However, the presence of a self-oscillating system consisting of a sensor, an amplifier, and an exciter, as well as a current control system in the magnetic system, complicates the design of the stand. In addition, the absence of an acceleration sensor in the design makes the vibration amplitude generated by the stand dependent on the mass of the object placed on the vibration stand, and, in the general case, undefined.

Известен низкочастотный вибростенд для испытаний сейсмической аппаратуры (а.с. СССР №1145257 А). Стенд воспроизводит вынужденные синусоидальные колебания, частоты и амплитуда которых задаются генератором. Однако из-за несовершенства параллелограммного подвеса при движении подвижной системы возникают ее наклоны в плоскости горизонта. При этом по оси воспроизводимых колебаний действует проекция ускорения свободного падения.Known low-frequency vibration stand for testing seismic equipment (AS USSR No. 1145257 A). The stand reproduces forced sinusoidal oscillations, the frequencies and amplitude of which are set by the generator. However, due to the imperfection of the parallelogram suspension, when the movable system moves, its tilts appear in the plane of the horizon. In this case, the projection of the gravitational acceleration acts along the axis of the reproduced oscillations.

Наклоны в плоскости горизонта, имеющие место в данной конструкции, приводят как к погрешности создаваемых ускорений, особенно в низкочастотной области, так и к появлению ускорений, перпендикулярных оси чувствительности испытуемого акселерометра, что приводит к погрешностям определения параметров характеристики направленности. Кроме того, описываемое устройство отличается значительной конструктивной сложностью.The slopes in the horizon plane, which take place in this design, lead both to an error in the generated accelerations, especially in the low-frequency region, and to the appearance of accelerations perpendicular to the sensitivity axis of the accelerometer under test, which leads to errors in determining the parameters of the directivity characteristic. In addition, the described device is characterized by significant structural complexity.

Известен маятниковый низкочастотный вибростенд, включающий основание, выполненное с возможностью регулирования горизонтальности, подвижную систему в виде качающегося блока с устройством для размещения исследуемого объекта, установленного на щеках блока между двух вертикальных стоек, соединенных с основанием, датчика угла качания, электронного блока, содержащего многоканальный усилитель, АЦП и систему цифровой связи, (п. РФ №2515353 С1), который является наиболее близким к заявляемому.Known pendulum low-frequency vibration stand, including a base made with the ability to adjust the horizontal position, a movable system in the form of a swinging unit with a device for placing the object under study, mounted on the cheeks of the unit between two vertical struts connected to the base, a swing angle sensor, an electronic unit containing a multichannel amplifier , ADC and digital communication system, (p. RF No. 2515353 C1), which is the closest to the claimed.

Векторный приемник закрепляется на подвижной системе, которая, будучи выведенной из положения равновесия, совершает затухающее маятниковое колебательное движение, при этом на каналы векторного приемника действует известное расчетным путем переменное ускорение, что позволяет определить чувствительность к ускорению канала, ось которого направлена вдоль вектора действующего ускорения. Устройство подвижной системы позволяет затем повернуть векторный приемник так, чтобы ускорение действовало перпендикулярно оси чувствительности канала; вычисляя отношение сигналов в первом и во втором описанном случае получают коэффициент деления. Помимо этого, данный вибростенд позволяет определять параметры отдельно взятых элементов чувствительности с целью их отбора для установки в один приемник одинаковых элементов, а также для отбраковки непригодных.The vector receiver is fixed on a mobile system, which, being taken out of the equilibrium position, performs a damped pendulum oscillatory motion, while the variable acceleration known by calculation acts on the channels of the vector receiver, which makes it possible to determine the sensitivity to the acceleration of the channel, the axis of which is directed along the vector of the acting acceleration. The device of the mobile system then makes it possible to rotate the vector receiver so that the acceleration acts perpendicular to the channel sensitivity axis; calculating the ratio of the signals in the first and second described case, the division ratio is obtained. In addition, this shaker allows you to determine the parameters of individual sensitivity elements in order to select them for installation in one receiver of the same elements, as well as for rejection of unsuitable ones.

Для создания колебаний в известном вибростенде подвижную систему выводят из состояния равновесия и затем освобождают, после чего она под действием сил трения совершает постепенно затухающие колебания уменьшающейся амплитуды. При этом для создания одинаковых условий для всех исследуемых приемников необходимо отклонять подвижную систему на один и тот же угол, причем от точности выдерживания этого угла зависит точность проведенных измерений. Отклоняя подвижную систему вручную, оператор не может обеспечить необходимую точность, что заставляет использовать дополнительные приспособления, усложняющие использование устройства. Кроме этого, при исследованиях конструктивно различных векторных приемников, как правило, разной массы, происходит изменение частоты маятникового колебательного движения, из-за чего изменяются ускорения, воздействующих на исследуемый объект, при том, что для определения чувствительности величину этих ускорений необходимо знать достаточно точно. Для расчета величины действующих ускорений необходимо знать частоту маятникового колебательно движения, которую при этом можно определить только при после обработки полученных данных, например, методом Фурье-анализа. Мало того, затухающая форма колебаний, обогащая их спектр гармониками, затрудняет обработку полученных данных и приводит к непрерывному изменению отношения сигнал шум. Данные особенности значительно усложняют проведение работ по определению параметров векторных приемников и чувствительных элементов, затрудняя регулировочные процедуры, так как для получения численных значений измеряемых параметров требуется проведения записи данных с последующей математической обработкой результатов.To create vibrations in a known vibration stand, the moving system is taken out of equilibrium and then released, after which it, under the action of friction forces, performs gradually damped vibrations of decreasing amplitude. In this case, to create the same conditions for all investigated receivers, it is necessary to deflect the mobile system by the same angle, and the accuracy of the measurements depends on the accuracy of maintaining this angle. By manually deflecting the movable system, the operator cannot provide the required accuracy, which forces the use of additional devices that complicate the use of the device. In addition, in studies of structurally different vector receivers, as a rule, of different masses, the frequency of the pendulum oscillatory motion changes, due to which the accelerations affecting the object under study change, while the magnitude of these accelerations must be known quite accurately to determine the sensitivity. To calculate the magnitude of the acting accelerations, it is necessary to know the frequency of the pendulum oscillatory motion, which in this case can be determined only after processing the obtained data, for example, by the Fourier analysis method. Moreover, the damped form of oscillations, enriching their spectrum with harmonics, complicates the processing of the obtained data and leads to a continuous change in the signal-to-noise ratio. These features significantly complicate the work on determining the parameters of vector receivers and sensitive elements, complicating the adjustment procedures, since to obtain the numerical values of the measured parameters, it is required to record data with subsequent mathematical processing of the results.

Таким образом, необходимо создать маятниковый стенд, лишенный перечисленных недостатков, простой в управлении и создающий одинаковые условия исследования для тестируемых векторных объектов.Thus, it is necessary to create a pendulum stand, devoid of the listed disadvantages, easy to control and creating the same research conditions for the tested vector objects.

Для решения вышеперечисленных проблем предлагается маятниковый калибровочный стенд для векторных объектов, включающий основание, выполненное с возможностью регулирования горизонтальности, подвижную систему в виде качающегося блока с устройством для размещения исследуемого объекта, установленного на щеках блока между двух вертикальных стоек, соединенных с основанием, датчика угла качания, электронного блока, содержащего многоканальный усилитель, АЦП и систему цифровой связи, при этом стенд дополнительно снабжен соединенным с датчиком угла качания процессорным блоком, подключенным к установленному на одной из вертикальных стоек электромагниту и генерирующим импульсы регулируемой длительности протекающего через электромагнит тока, постоянным магнитом, закрепленным на одной из щек подвижной системы так, чтобы при остановленной подвижной системе центр магнита располагался бы напротив центра электромагнита, а также соединенными с процессорным блоком задатчиком амплитуды качания и индикатором ускорения, частоты и амплитуды качания.To solve the above problems, a pendulum calibration stand for vector objects is proposed, including a base made with the possibility of horizontal adjustment, a movable system in the form of a swinging block with a device for placing the object under study, installed on the cheeks of the block between two vertical posts connected to the base, a swing angle sensor , an electronic unit containing a multichannel amplifier, an ADC and a digital communication system, while the stand is additionally equipped with a processor unit connected to the swing angle sensor, connected to an electromagnet installed on one of the vertical racks and generating pulses of an adjustable duration of the current flowing through the electromagnet, with a permanent magnet fixed on one of the cheeks of the mobile system so that when the mobile system is stopped, the center of the magnet would be located opposite the center of the electromagnet, as well as a swing amplitude generator and an indicator connected to the processor unit acceleration, frequency and swing amplitude.

Предложенная конструкция стенда упрощает технологию использования маятникового вибростенда, повышает точность измерений, а также упрощает математическую обработку полученных результатов.The proposed design of the stand simplifies the technology of using the pendulum shaker, increases the measurement accuracy, and also simplifies the mathematical processing of the results.

Наличие на подвижной системе постоянного магнита, взаимодействующего с магнитным полем электромагнита, соединенного с процессорным блоком, соединенным с датчиком угла качания, позволяет компенсировать потери на трение, возникающие при маятниковом колебательном движении, за счет возникновения силы притяжения между магнитом и электромагнитом в момент прохождения импульса тока регулируемой длительности, порождаемого процессорным блоком, за счет чего маятниковое колебательное движение осуществляется сколь угодно долго с постоянной амплитудой, а наличие задатчика амплитуды и индикатора ускорения, частоты и амплитуды, соединенных с процессорным блоком, позволяет устанавливать необходимые значения амплитуды и ускорения непосредственно в процессе проведения измерений, без необходимости записи данных с последующей математической обработкой, что упрощает технологию проведения измерений и повышает их точность, а также упрощает математическую обработку результатов, полученных при использовании маятникового калибровочного стенда.The presence of a permanent magnet on the mobile system interacting with the magnetic field of an electromagnet connected to a processor unit connected to a swing angle sensor makes it possible to compensate for friction losses arising during pendulum oscillatory motion due to the appearance of an attraction force between the magnet and the electromagnet at the moment of the passage of the current pulse adjustable duration generated by the processor unit, due to which the pendulum oscillatory motion is carried out for an arbitrarily long time with a constant amplitude, and the presence of an amplitude setter and an indicator of acceleration, frequency and amplitude connected to the processor unit allows setting the required amplitude and acceleration values directly in the process of measurements , without the need to record data with subsequent mathematical processing, which simplifies the measurement technology and increases their accuracy, as well as simplifies the mathematical processing of the results obtained using May calibrating stand.

Сущность заявляемого предложения поясняется на чертеже.The essence of the proposed proposal is illustrated in the drawing.

На чертеже приведена блок-схема одного из возможных вариантов осуществления заявляемого устройства, где 1 - основание с регулированием горизонтальности; 2 и 15 - стойки; 3 - платформа качающегося блока подвижной системы; 4 и 6 - щеки качающегося блока подвижной системы; 5 - ось подвижной системы; 7 - магнит датчика угла поворота; 8 - датчик угла поворота; 9 - плата электронного блока; 10 - процессорный блок; 11 - индикатор ускорения, частоты и амплитуды; 12 - задатчик амплитуды, 13 - электронный блок; 14 - электромагнит; 16 - постоянный магнит подвижной системы; 17 - калибруемый объект.The drawing shows a block diagram of one of the possible embodiments of the claimed device, where 1 is a base with horizontal adjustment; 2 and 15 - racks; 3 - platform of the swinging block of the mobile system; 4 and 6 - cheeks of the swinging block of the movable system; 5 - axis of the movable system; 7 - rotation angle sensor magnet; 8 - rotation angle sensor; 9 - electronic unit board; 10 - processor unit; 11 - indicator of acceleration, frequency and amplitude; 12 - amplitude generator, 13 - electronic unit; 14 - electromagnet; 16 - permanent magnet of the mobile system; 17 - calibrated object.

Описание устройства и его работы.Description of the device and its operation.

Устройство состоит из основания 1 с возможностью регулировки его горизонтальности, к основанию прикрепляются две стойки 2 и 15, в верхней части стоек, на подшипниках, установлена ось 5 подвижной системы. К оси 5 подвижной системы прикреплены две щеки 4 и 6 качающегося блока подвижной системы, к которым прикрепляется платформа 3 качающегося блока подвижной системы, на которую устанавливается калибруемый объект 17, например, векторный приемник. Для изменения ориентации векторного приемника относительно вектора действующего ускорения платформа 3 позволяет поворачивать векторный приемник вокруг его вертикальной оси; кроме того, сама платформа 3 вместе с установленным приемником 17 имеет возможность быть повернутой вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр приемника. Подвижная система стенда, состоящая из платформы 3, соединенная посредством щек 4 и 6 с осью 5, имеет возможность совершать колебательное маятниковое движение в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, за счет того, что ось 5 установлена в стойках 2 и 14 на подшипниках. На конце оси 5 закреплен постоянный магнит 7 датчика угла качания, поворачивающийся вместе с поворотом подвижной системы. В непосредственной близости от магнита 7 установлен датчик угла качания 8, закрепленный на плате 9 электронного блока 13. Плата 9 электронного блока 13 прикреплена к стойке 15. Сигнал датчика угла качания 8, с помощью кабеля, поступает в процессорный блок 10, размещаемый на плате 9 электронного блока. Процессорный блок 10 соединен кабелем с электромагнитом 14, закрепленном на стойке 15. На щеке 6 качающегося блока подвижной системы закреплен постоянный магнит 16, так, чтобы, когда подвижная система находится в состоянии покоя, центр постоянного магнита 16 был расположен напротив центра электромагнита 14. Также, на плате электронного блока 9, размещены индикатор ускорения, частоты и амплитуды 11 и задатчик амплитуды 12, соединенные с процессорным блоком 10 кабелями.The device consists of a base 1 with the ability to adjust its horizontality, two posts 2 and 15 are attached to the base, in the upper part of the posts, on bearings, the axis 5 of the movable system is installed. Two cheeks 4 and 6 of the swinging block of the moving system are attached to the axis 5 of the movable system, to which the platform 3 of the swinging block of the movable system is attached, on which the calibrated object 17 is mounted, for example, a vector receiver. To change the orientation of the vector receiver relative to the vector of the effective acceleration, platform 3 allows the vector receiver to be rotated around its vertical axis; in addition, the platform 3 itself, together with the installed receiver 17, can be rotated about a horizontal axis passing through the center of the receiver. The movable system of the stand, consisting of a platform 3, connected by means of cheeks 4 and 6 to the axis 5, has the ability to perform an oscillating pendulum movement in a plane perpendicular to the plane of the drawing, due to the fact that the axis 5 is installed in the racks 2 and 14 on bearings. At the end of the axis 5, a permanent magnet 7 of the rocking angle sensor is fixed, which rotates together with the rotation of the movable system. In the immediate vicinity of the magnet 7, a swing angle sensor 8 is installed, fixed on the board 9 of the electronic unit 13. The board 9 of the electronic unit 13 is attached to the rack 15. The signal from the swing angle sensor 8, with the help of a cable, enters the processor unit 10, located on the board 9 electronic unit. The processing unit 10 is connected by a cable to an electromagnet 14 fixed on the rack 15. A permanent magnet 16 is fixed on the cheek 6 of the swinging unit of the movable system, so that when the movable system is at rest, the center of the permanent magnet 16 is located opposite the center of the electromagnet 14. Also , on the board of the electronic unit 9, there is an indicator of acceleration, frequency and amplitude 11 and an amplitude generator 12, connected to the processor unit 10 by cables.

Работает устройство следующим образом. На платформу 3 качающегося блока подвижной системы устанавливается исследуемый объект 17, например, векторный приемник, и подключается к входам электронного блока 13, осуществляющего преобразование аналоговых сигналов векторного приемника в цифровую форму с последующей передачей их, например, в персональный компьютер для записи и анализа. Также возможно подключение, например, осциллографа, непосредственно к выходам векторного приемника для наблюдения формы сигналов. Качающаяся платформа 3 блока подвижной системы с установленным исследуемым объектом выводится оператором из положения равновесия и освобождается, при этом качающийся блок подвижной системы начинает совершать маятниковое колебательное движение. Процессорный блок 10, получая сигнал от датчика 8 угла качания, в моменты времени, определяемые расчетным путем с помощью программы, записанной в памяти процессорного блока 10, генерирует импульсы тока, поступающего в электромагнит 14, который, притягивая постоянный магнит 16, установленный в отверстии щеки 6, создает импульс силы, вызывающей дополнительное ускорение качающегося блока в направлении мгновенного значения его скорости, компенсируя, тем самым, уменьшение скорости качающегося блока из-за действия сил трения, возникающих как в подшипниках оси 5 подвижной системы, так и непосредственно на качающемся блоке за счет аэродинамического взаимодействия с окружающей средой. При этом процессорный блок 10 измеряет амплитуду и частоту качания подвижного блока благодаря наличию сигнала датчика угла качания 8, и вычисляет возникающие при этом величины ускорений, воздействующих на исследуемый объект, величины которых отображаются на индикаторе 11 ускорения, частоты и амплитуды, подключенному к процессорному блоку. За счет наличия задатчика амплитуды 12 оператор имеет возможность регулировать длительность импульсов тока, генерируемых процессорным блоком 10, тем самым регулируя амплитуду установившегося маятникового колебательного движения, что позволяет работать с исследуемыми объектами, имеющими различную чувствительность к ускорению, не вызывая перегрузку каналов электронного блока в случае, например, повышенной чувствительности. При этом оператор имеет возможность производить запись сигналов ряда исследуемых объектов при воздействии ускорения известной и одинаковой для всех объектов величины без процедуры обработки записанных сигналов, что упрощает и ускоряет проведение работ, одновременно повышая точность проводимых измерений.The device works as follows. On the platform 3 of the swinging unit of the mobile system, the object under investigation 17, for example, a vector receiver, is installed and connected to the inputs of the electronic unit 13, which converts the analog signals of the vector receiver into digital form and then transfers them, for example, to a personal computer for recording and analysis. It is also possible to connect, for example, an oscilloscope, directly to the outputs of the vector receiver to observe the waveform. The swinging platform 3 of the block of the movable system with the installed object under study is removed by the operator from the equilibrium position and is released, while the swinging block of the movable system begins to perform a pendulum oscillatory motion. The processor unit 10, receiving a signal from the swing angle sensor 8, at times determined by calculation using the program recorded in the memory of the processor unit 10, generates current pulses supplied to the electromagnet 14, which, by attracting the permanent magnet 16 installed in the cheek hole 6, creates an impulse of force that causes additional acceleration of the swinging block in the direction of the instantaneous value of its speed, thereby compensating for the decrease in the speed of the swinging block due to the action of frictional forces arising both in the bearings of the axis 5 of the moving system and directly on the swinging block for due to aerodynamic interaction with the environment. In this case, the processor unit 10 measures the amplitude and frequency of the swing of the mobile unit due to the presence of the signal from the swing angle sensor 8, and calculates the resulting values of accelerations affecting the object under study, the values of which are displayed on the indicator 11 of acceleration, frequency and amplitude connected to the processor unit. Due to the presence of an amplitude setter 12, the operator has the ability to adjust the duration of the current pulses generated by the processor unit 10, thereby adjusting the amplitude of the steady pendulum oscillatory motion, which allows working with the objects under study that have different sensitivity to acceleration, without causing overloading of the channels of the electronic unit in the case of, for example, hypersensitivity. At the same time, the operator has the ability to record signals from a number of objects under study under the influence of acceleration of a known value that is the same for all objects without processing the recorded signals, which simplifies and speeds up the work, while increasing the accuracy of the measurements.

Для изготовления устройства могут быть использованы стандартные, выпускающиеся серийно радиоэлементы и материалы. Для процессорного блока можно использовать, например, процессор Atmega 16, имеющий в своем составе встроенный АЦП, для изготовления задатчика пригоден переменный резистор, например, типа Сп5-2, в качестве индикатора ускорения, частоты и амплитуды можно использовать, например, LCD дисплей типа MT-20S4M-2YLG, в качестве датчика угла поворота применим, например, магниторезистивный датчик HMC1021S.For the manufacture of the device, standard commercially available radioelements and materials can be used. For the processor unit, you can use, for example, an Atmega 16 processor, which has a built-in ADC in its composition, a variable resistor, for example, of the Sp5-2 type, can be used for the manufacture of the master, as an indicator of acceleration, frequency and amplitude, for example, an LCD display of the MT type -20S4M-2YLG, for example, HMC1021S magnetoresistive sensor can be used as a rotation angle sensor.

Claims

A pendulum calibration vibration stand containing a base made with the possibility of adjusting the horizontal position, a movable system in the form of a swinging block with a device for placing the object under study, installed on the cheeks of the block between two vertical posts connected to the base, an electronic unit equipped with a swing angle sensor, a multichannel amplifier, ADC and digital communication system, characterized in that the stand is additionally equipped with a processor unit connected to the swing angle sensor, connected to an electromagnet installed on one of the vertical racks, a permanent magnet fixed on the cheek of the swinging block of the mobile system so that when the mobile system is stopped, the center of constant the magnet is located opposite the center of the electromagnet, as well as a swing amplitude adjuster and an indicator of acceleration, frequency and swing amplitude, connected to the processor unit.