SU1073593A1 - Устройство дл вибрационного контрол изделий - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЙБРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее последовательно включенные управл емый генератор, возбудитель колебаний с закрепленным на нем испытуемым объектом, закрепленный на последнем в бройзмериТельный преобразователь , согласующий усилитель, фазовый детектор и интегратор, а также первый коммут.атор, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, инвертор, вход и выход которого соединены с первым и вторым входами первого коммутатора , блок частотных уставок, второй коммутатор, первый вход которого подключен к выходу блока частотных уставок, и частотомер, вход которого соединен с дополнительным выходом управл емого генератора , о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с цельта автоматизации контрол , оно Снабжено селектором длительности, вход которого соединен с выходом фазовогоДетектора, первым счетчиком, счетный вход которого подключен к выходу селектора длительности, а выход соединён с запускак цим входом частотомера, вторьви счетчиком, счетный вход которого подключен к дополнительному выходу управл емого генератора, а выход соединен с входа1 ш начальной установки первого и второго счетчиков , триггером, включенным между управл ющим входом первого коммутатора и стробирующим выходом частотомера , сдвигающим регистром, включенным между стробирун дим выходом частотомера и управл ющим входом второго коммутатора, и сумматором , входы которого соединены с выходами интегратора и коммутатора , а выход подключен к входу управл емого генератора, вход оэ инвертора подключен к выходу управл емого генератора, а стробируюСП щий выход частотомера - к входу со начальной установки интегратора. со

Description

Изобретение относитс  к испытат льной технике и может быть использовано дл  вибрационного контрол  конструктивных элементов летательных аппаратов. Известно устройство дл  исследо вани  прочностных свойств материалов с помощью ультразвуковых колебаний по значени м резонансных частот испытуемых образцов. Наприм дл  контрол  малогабаритных издели выпускаетс  прибор типа Звук-107 Прибор предназначен дл  определени  частот собственных колебаний цилиндров и дисков от 3 до 100 мм, в диапазоне частот 5-500 кГц. В комплект прибора вход т электронны блок, состо щий из генератора, уси лител  и индикатора резонанса, и измерительна  стойка, в которую вм тированы съемные пьезоэлектрически датчики с куполообразными насадками Cl . Недостатком этого прибора  вл е с  необходимость ручной настройки генератора на резонансные частоты испытуемого образца, что приводит к увеличению времени эксперимента. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл . вибрационного контрол  изделий, содержащее последова тельно включенные управл емый гене ратор, возбудитель колебаний с закрепленным на нем испытуемым объек том, закрепленный на последнем виб роизмерительный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор и интегратор, а также первый коммутатор, выход которого под ключен ко второму входу фазового детектора, инвертор, вход и выход которого соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, блок частотных уставок, второй KONwyTaTOp, первый вход которого подключен к выходу блока частотных уставок и частотомер, вход которого соединен с дополнительным выходом управл емого генератора 2 Недостатком такого устройства  вл етс  необходимость визуального наблюдени  оператора за показани ми частотомера, по которым суд т о достижении установившегос  процесса регулировани  в самонастраивающейс  системе частотной автоподстройки , и необходимость последующей ручной коммутации цепей устройства дл  перехода к определению последующих резонансных частот испытуемого объекта. Указанные недостатки увеличивают врем  рибР .ЦИОННОГО контрол  изделий и не позвол ют обеспечить управление контролем. Цель изобретени  - автоматизаци  контрол  испытуемого образца. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  вибрационного контрол  изделий, содержащее последовательно включенные управл емый генератор, возбудитель колебаний с закрепленным на нем испыту мым объектом, закрепленный на последнем виброизмерительный преобразователь , согласукиций усилитель , фазовый детектор и интегратор , а также первый коммутатор, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, инвертор , вход и выход которого соединен с первым и вторым входами первого коммутатора, блок частотных уставок, второй коммутатор, первый вход которого подключен к выходу блока чавтотных уставок, и частотомер , вход которого соединен с дополнительным выходом управл емого генератора , снабжено селектором длительности , вход которого соединен с выходом фазового детектора, первьам счетчиком, счетный вход которого подключен к выходу селектора длительностиf а выход соединен с запускающим входом частотомера, вторь1М счетчиком, счетный вход которого подключен к дополнительному выходу управл емого генератора, а выход соединен с входами начальной установки первого и второго счетчиков , триггером, включенным между , управл ющим входом первого коммутатора и стробирующим выходом частотомера , сдвигающим регистром, включенным между стробирукйцим выходом частотомера и управл кицим входом второго коммутатора, и сумматором , входы которого соединены с выходами интегратора и второго коммутатора, а выход подключен к входу управл емого генератора, вход инвертора подключен к выходу управл емого генератора, а стробирующий выход частотомера - к входу начальной установки интегратора. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство дл  вибрационного контрол  изделий содержит последовательно включенные управл емый генератор 1, возбудитель 2 колебаний, на котором закреплен испытуемый объект 3, с жестко закрепленными виброизмерительным преобразователем 4, согласующий усилитель 5, фазовый детектор 6 и интегратор 7, а также первый коммутатор 8, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора 6, инвертор 9, вход и выход которого соединены с первым и вторым входом первого ко имутатора 8, блок 10

частотнУх уставок, второй коммутатор 11, первый вход которого подключен к выходу блока 10 частотных уставок, частотомер 12, вход которого соединен с дополнительным выходом управл емого генератора 1, сумматор 13 селектор 14 длительности , вход которого соединен с выходом фазового детектора 6, первый счетчик 15, счетный вход которого подключен к выходу селектора 14.длительности, а выход соединен с запускающим входом частотомера 12, второй счетчик 16, счетный вход которого подключен к дополнительному выходу управл емого генератора 1, а выход соединен с входами начальной установки первого и второго счетчиков 15 и 16, триггер 17, включенный между управл ющим входом первого коммутатора 8 и стробирующим выходом частотомера 12, сдвигающий регистр 18, включенный между стробирукадим выходом частотомера 12 и управл ющим входам второго коммутатора 11. Выходы сумматора 13 соединены с выходами интегратора 7 и второго коммутатора 11, а также вход инвертора 9 подключен к выходу управл емого генератора 1, а стробирующий выход чатотомера 12 подключен к входу началной установки интегратора 7.

Устройство работает следукицим образом.

Поскольку устройство осуществл ет вибрационный контроль прочностных характеристик по уходу частот относительно значений,. .соответствукицих издели м без прочностных дефектов , при изменении типов конт1 олируемых изделий, перед включением устройства должна выполн тьс  предварительна  настройка: устанавливаетс  соответствующий диапазо управл емого генератора 1, в которо непрерывной перестройкой путем изменени  напр жени , поступакщего на управл емый вход генератора 1 перекрываютс  контролируемые резойансные частоты испытуемого объекта; в блоке 10 частотных уставок формируютс  сигналы, поочередна  подача которых на вход управл емого генератора 1 обеспечит получение испытатёльногф сигнала с выхода генератора с частотами, равными значени м резонансных частот бездефектного издели . При включении устройства в первый триггер сдвигающего регистра 18 записываетс  единица, котора  обеспечивает получение через второй коммутатор 1 и сумматор 13 значение первой частотной уставки ко входу управл емого генератора 1. Генератор 1 вырабатывает сигнал, частота которого определ етс  первой частотной уставкой с блока 10, Выходной сигнал генератора 1 преобразуетс  в воздействие прикладываемое к испытуемому объекту 3. С укрепленного на объекте вибройзмегительного преобразовател  сигнал, пропорциональный, например, скорости перемещени  испытуемого объекта, через согласующийусилитель 5 поступает на первый вход фазового детек.тора 6. На второй вход

0 фазового детектора через коммутатор 8 поступает сигнал с выхода генератора 1. На выходе фазового детектора б (Образуетс  сигнал, пропорциональный по величине, разности

5 фаз сигналов, поступающих на входы фазового детектора. Пол рность выходных импульсов фазового детектора 6 зависит от отставани  или опережени  по фазе периодических сигналов с согласующего усилител  5

0 относительно испытательного сигнала с управл емого генератора. Подача выходного сигнала отрицательной пол рности фазового детектора 6 на вход интегратора 7 приводит к на5 растанию сигнала на его выходе. В (результате сложени  этого сигнала JC первой частотной уставкой в сумматоре 7 частота колебаний сигнала

, с выхода управл емого генератора 1

0 будет возрастать до значени  uj , при котором сигналы на выходах фаIsoBoro детектора 6 окажутс  в фазе. Однофазность колебаний сигналов на входах фазового детектора

5  вл етс  признаком резонансных колебаний испытуемого объекта. Момент достижени  фазового резонанса вы вл етс  селектором 14.длительности , на выходе которого формирует0 с  последовательность импульсов, когда длительность импульсов с фазового детектора оказываетс  меньше наперед заданной величины ошибок. Частота импульсов с выхода селектора 14 длительности совпадает с

5 частотой испытательного сигнала с. управл емого генератора 1, причем начало импульса с выхода селектора длительности совпадает с началом импульса с выходом генератора, а

0 длительность импульса с селектора длительности всегда меньше длительности импульса с выхода генератора. Поэтому при наличии импульса на выходе селектора длительности счет5 чик 15 будет первым измен ть свое Состо ние, а счетчик 16 вторым. Об окончании переходного процесса в системе суд т по промежутку времени , ргшному определенному числу периодов колебаний импульсного объекта 3, при которых сигнал фазового, рассогласовани  на выходе фазового детектора 6 не превышает наперед заданной величины ошибки. Таким об ,

5 разом, по прошествии, например.

восьми периодов установившихс  колебаний с частотой на выходе ечетчика 15 будет сформирован запускающий сигнал дл  частотомера 12. Вели на выходе селектора 14 длительности не будет сформирована непрерывна  последовательность из, например , 8-ми импульсов, то счетчик 16 досчитает до 8-и первым, так как на его счетный вход импульсы поступают непрерывно, и произойдет сброс обоих счетчиков 15 и 16 в начальное состо ние, а запускающий И1«1ульс сформирован не будет. Такой цикл проверки выходных импульсов селектора 14«длительности будет повтор тьс  до тех пор, пока не кончатс  переходные процессы по всей системе и не будет сформирована непрерывна  последовательность импульсов на выходе селектора длительности.

Запускающий импульс с выхода счетчика 15 запускает частотомер 12. По окончании измерени  частоты испытательного сигнала частотомер сформирует строб-импульс, свидетельствуюадий об окончании измерени .

В описанном устройстве стробимиульс частотомера используетс  дл  сброса интегратора 7 в нач:альное состо ние, измен   состо ни  триггера 17 на противоположное и дл  сдвига единицы в сдвигающем регистре 18. После Окончани  стробимпульса частотомера 12 в.сдвигающем регистре 18 единица из первого триггера перепишетс  во второй, благодар  чему через второй коммутатор 11 и сумматор 13 на вход управл ющего генератора 1 будет подано напр жение , соответствующее второй частотной уставке,а на второй вход фазового детектора б через первый коммутатор 8 будет подан испытательный сигнал с выхода генератора 1 с фазой, противоположной той,, котора  была в пред1ддущем измерении, так как. триггер 17, изменив свое состо ние , произведем соответствукнцее управление коммутатором 8. в устройст . ве начнетс  процесс фазовой авто подстройки частоты, коЧ-орый закончитс  по достижении частоты и

2

котора  характеризуетс  противофазностью колебаний объекта в местах возбуждени  и регистрации коле5 баний. .

Таким образом, в устройстве, обеспечиваетс  режим последовательной настройки на резонансные частоты испытуемого издели . Переход к

0 настройке на последующую смежную частоту возможен лищь после цикла работы устройства при испытательном сигнале с генератора 1 с частотой , равной значению предыдущей

5 резонансной частоты испытуемого издели . Такие резонансные частоты необходимы как дл  обеспечени  точных замеров значений резонансных частот, так и дл  проведени  проQ граммируемых испытаний исследуемых объектов, совокупность измеренных значений резонансных частот несет информацию о техническом состо нии обтхекта..

использование предлагаемого устройства позво{с ет сократить врем  определени  резонансных частот за счет автоматизации кo 4мyтaции управл к цих цепей устройства и обеспечивает сокращение времени виб0 рационно1 о . коитрвим .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее последовательно включенные управляемый генератор, возбудитель колебаний с закрепленным на нем испытуемым объектом, закрепленный на последнем вибройэмериТельный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор и интегратор, а также первый коммутатор, выход которого подключен к второму входу фазового детектора, инвертор, вход и выход котррого соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, блок частотных уставок, второй коммутатор, первый вход ко торого подключен к выходу блока частотных уставок, и частотомер, вход которого соединен с дополнительным выходом управляемого генератора, отличающееся тем, что, с целью автоматизации контроля, оно снабжено селектором длительности, вход которого соединен с выходом фазового-детектора, первым счетчиком, счетный вход которого подключен к выходу селектора длительности, а выход соединён с запускающим входом частотомера, вторым счетчиком, счетный вход которого подключен к дополнительному выходу управляемого генератора, а выход соединен с входами начальной установки первого и второго счетчиков, триггером, включенным между управляющим входом первого коммутатора и стробирующим выходом частотомера, сдвигающим регистром, включенным между стробирующим выходом частотомера и управляющим входом второго коммутатора, и сумматором, входы которого соединены с выходами интегратора и второго ком- . мутатора, а выход подключен к входу управляемого генератора, вход инвертора подключен к выходу управ- / ляемого генератора, а стробирующий выход частотомера - к входу начальной установки интегратора.

   >