SU1097902A1 - Устройство дл виброиспытаний - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИСПЫТАНИЙ , содержащее генератор с блоками компрессии, развертки частоты и преобразователем выходной частоты посто нной амплитуды, подключенные к нему управл ющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра, привод самописца и через усилитель мощности - вибратор, два вибропреобразовател , размещаемые на вибраторе и испытуемом изделии, первый из них через первый согласующий усилитель подключен к информационному входу первого фильтра, выход которого соединен с блоком компрессии генератора , второй вибропреобразователь через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго фильтра, выход которого соединен с информационным входом самоISCrj nm . --yW-b V. - :NV SafcWfetVTttit. писца, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности и производительности .виброиспытаний, оно снабжено подключенными к первым выходам фильтра последовательно соединенными фазовым детектором, детектором абсолютной величины и аналоговым перемножителем, а также двум  нуль-детекторами, схемой И, ключом, усилителем-огр-аничителем, преобразователем напр жение - частота, счетчиком , цифро-аналоговым преобразователем , интерпол тором и дифференци-, атором, детектор абсолютной величины соединен с входом первого нульдетектора , выход которого подключен к одному, а выход второго нуль-де (Л тектора к другому входу схемы И, соединенной выходом с управл ющим вхос дом ключа, информационный вход которого через усилитель-ограничитель подключен к блоку преобразовател  выходной частоты посто нной амплитуды генератора, а выход совместно с со выходом преобразовател  напр жение частота - к входу счетчика, пораз со о . р дно соединенного с цифро-аналоговым I преобразователем, соединенным выходом через интерполйтор с входом блоN9 ка развертки частоты генератора, выход этого блока подключен к второму входу перемножител , а дифференциа . тор подключен входом к вькоду записи второго фильтра, а выходом - к I входу второго нуль-детектора.

Description

Изобретение относитс  к виброисытательной технике, преимущественно л  испытаний изделий на,обнаружение езонансных частот.

Известно устройство дл  ограничени  уровн  вибрации, содержащее вибропреобразователь, установленный на платформе вибростенда, усилитель, источник регулируемого опорного напр жени , блок сравнени  и блок регулировани , ограничивающий вибрацию платформь вибростенда по минимальному уровню С1 3Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие оптимального управлени  скоростью развертки частоты при сн тии амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) издели .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  виброиспытаний , содержащее генератор с блоками компрессии, развертки частоты и преобразователем выходной частоты посто нной амплитуды, подключенные к нему управл ющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра, привод самописца и через усилитель мощности - вибратор, два вибропреобразовател , размещаемые на вибраторе и. испытуемом изделии, первый из них через первый согласующий усилитель подключен к информационному входу первого фильтра, выход которого соединен с блоком компрессии генератора , второй вибропреобразователь через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго фильтра, выход -которого соединен с информационным входом самописца L2J.

Недостатком известного Устройства  вл етс  отсутствие оптимального управлени  скоростью развертки частоТы при сн тии АЧХ издели .

Цель изобретени  - повышение точности и производительности виброиспытаний .

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  виброиспытаний, содержащее генератор с блоками компрессии , развертки частоты и преобразователем выходной частоты посто нной амплитуды, подключенные к неjMy управл ющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра, привод самописца и через усилитель мощности - вибратор, два вибропреобразовател , размещаемые на вибраторе и испытуемом изделии, первый из

НИХ через первый согласующий усилитель подключен к информационному входу первого фильтра, выход которого соединён с блоком компрессии генератора, второй вибропреобразователь через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго фильтра, выход которого соединен с информационным входом самописца, снабжено подключенными к первым выходам фильтра последовательно соединенными фазовым детектором , детектором абсолютной величины и аналоговым перемножителем, а также двум  нуль-детекторами, схемой И, ключом, усилителем-ограничителем , преобразователем напр жение частота , счетчиком, цифро-аналоговым преобразователем, интерпол тором и дифференциатором,.детектор абсолютной величины соединен с входом первого нуль-детектора, выход которого подключен к одному, а выход второго нуль-детектора к другому входу схемы И, соединенной выходом с управл ющим входом ключа, информационный вход которого через усилительограничитель подключен к блоку преобразовател  выходной частоты посто нной амплитуды генератора, а выход совместно с выходом преобразовател  напр жение - частота к входу счетчика , поразр дно соединенного с цифро-аналоговым преобразователем, соедненным выходом через интерпол тор с входом блока развертки частоты генератора , выход этого блока, подключен к второму входу перемножител , а дифференциатор подключен входом к выходу записи второго фильтра, а выходом - к входу второго нуль-детектора ,

На фиг. 1 показана структурна  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - передаточна  характеристика фазового детектора,на фиг. 3 передаточна  характеристика преобразовател  напр жение - частота} на фиг. 4 - фазочастотна  характеристика колебательной системы.

Устройство дл  виброиспытаний содержит генератор 1 с блоками компрессии , разверткичастоты и преобразовател  выходной частоты посто нной амплитуды, подключенные к нему управл ющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра 2 и 3, привод самотй1сца 4 и через усилитель 5 мощности - вибратор 6, два вибропре образовател  7 и 8, размещаемые на вибраторе 6 и испытуемом изделии 9, первый из которых через первый согласующий усилитель 10 подключен к информационному входу первого фильт ра 2, выход которого соединен с бло ком компрессии генератора 1, второй вибропрёобразовагель 8 через второй согласующий усилитель 11 подключен к информационному входу второго фильтра 3, выход которого соединен с информационным входом самописца 4, подключенньм входами к единичным выходам фильтров 2 и 3 фазовый детектор 12, соединенный выходом чере детектор 13 абсолютной величины, выполненный на операционном усилителе , с одним входом аналогового перемножител  14, например 525ПС1, входом первого нуль-детектора 15, выполненного также на базе операционного усилител , выход которого подключен к одному, а выход второго нуль-детектора 16 к другому входу схемы 17 И, соединенной выходом с управл ющим входом ключа 18, вьтолненного в виде полевого транзистора , информационный вход которого через усилитель-ограничитель 19, вы полненный на базе операционного уси лител , подключен к блоку преобразо вател  выходной частоты посто нной амплитуды генератора 1, а выход сов местно с выходом преобразовател  20 напр жение - частота - к входу счет чика 21, поразр дно соединенного с цифро-аналоговым преобразователем 2 например 572ПА1В, который в свою очередь соединен выходом через интерпол тор 23, выполненный на базе аналогового интегратора, с входом блока развертки частоты генератора 1, а выход последнего подключен к второму входу перемножител  14, при этом дифференциатор 24, выполненный на операционном усилителе, подключен входом к выходу записи фильтра 3, а выходом - к входу второго нуль-детектора 16. Устройство работает следующим об разом. Электрический сигнал с выхода ге нератора 1 после усилител  5 мощности преобразуетс  вибратором 6 в механические колебани  платформы вибростенда, амплитуда которых стабилизируетс  за счет цепи компресси образованной первым вибропреобразо024 вателем 7, установленным на платформе вибростенда в месте креплени  испытуемого издели  9, первым согласующим усилителем 10 и первым гетеродинным сопровождающим фильтром 2, перестраиваемым по сигналу генератора 1 совместно с вторым гетеродинным сопровождающим фильтром 3 с целью селекции основной гармоНИКИ вибрации при развертке частоты по диапазону качани . Установленный на испытуемом изделии 9 второй вибропреобразователь 8 вырабатывает сигнал отклика издели  на приложенные MexaHH4eckHe колебани  и после второго согласующего усилител  11 и второго гетеродинного сопровождающего фильтра 3 регистрируетс  самописцем 4 с приводом движени  бумаги от управл ющего генератора 1. Одновременно фазовый детектор 12 преобразует величину фазового сдвига колебаний вибратора 6 и отклика издели  9 в соответствующий уровень сигнала, который после преобразовани  детектором 13 абсолютной величины к oднoпoл pнo fy виду поступает на один вход аналогового перемножител  14. Если значение сигнала на первом входе перемножител  14 при максимальном фазовом рассогласовании с учетом пропорциональности задать равным единице, то в области АЧХ, далекой от резонансной, величина сигнала на выходе перемножител  14 будет определ тьс  состо нием его второго входа. На этот вход поступает сигнал с выхода блока развертки частоты генератора 1, пропорциональный частоте его выходного сигнала. Этот сигнал преобразуетс  в импульсы соответствующей частоты преобразователем 20 и вызывает прирост состо ни  счетчика 21, который, после цифро-аналогового преобразовани  в блоке 22 и интерполировани  с целью предупреждени  скачков частоты в блоке 23, поступает на вход блока развертки частоты генератора 1, вызыва  соответствующий прирост частоты его выходного сигнала. При этом величина этого прироста (скорость развертки по частоте) выбираетс  максимальной дл  примен емой виброиспытательной системы. Увеличение скорости развертки с ростом частоты вибт рации определ етс  увеличением выходной частоты преобразовател  20 и соответствующим уменьшением в-реме ни затухани  переходных процессов в механической системе. В это врем  ключ 18 закрыт потенциалом с выхода схемы 17 И и импульсы, сформированные усилителем-ограничителем 19, не проход т на вход счетчика 21 (его состо ние измен етс  только импульсами с выхода преоб разовател  20) . При подходе к резонансной области АЧХ фазовый детектор 12 отслежива ет уменьшение отклонени  фазового рассогласовани  от 90°, потенциал е выхода снижаетс , что вызывает по второму входу уменьшение выходного сигнала перемножител  14 и соответствующее; уменьшение выходной частот преобразовател  20. Скорость развер ки по частоте генератора 1 падает в соответствии с фазочастотной характеристикой до тех пор, пока сдвиг фаз не примет значение 90°, что соо ветствует моменту резонанса в изделии . При этом нулевой потенциал на выходе фазового детектора 12, посту па  на вход перемножител  14, устанавливает потенциал его выхода в нуль, что вызывает прекращение формировани  выходных импульсов преобразовател  20. Процесс развертки по частоте останавливаетс  на частоте резонанса на врем  установлени  колебаний , св занное с затуханием пер ходных процессов в механической сис теме. Нуль-детектор 15 формирует сигнал по одному входу схемы 17 И, однако состо ние ее выхода не мен е с  в св зи с отсутствием сигнала нуль-детектора 16 на вФором ее входе . О моменте установлени  колебаний на резонансной частоте можно судить по прекращению роста уровн  отклика, регистрируемому на выходе записи гетеродинного сопровождающего фильтра 3 дифференциатором 24, который формирует в этом случае нулевой выходной потенциал. При этом . нуль-детектор 16 формирует разрешающий уровень на втором входе, атак как на первом входе такой уровень уже присутствует, то с выхода схемы 17 И этот уровень, поступа  на управл ющий вход ключа 18, разрешает прохождение импульсов на вход счетчика 21, тем самым обеспечива  уход выходной частоты генератора 1 с резонансного значени , причем со скоростью, пропорциональной текущему значению частоты вибрации. Величина скорости определ етс  точностью цепочки: фазовый детектор 12 детектор 13 абсолютной величины нуль-детектор 15, по сигналу которой схема 17 И возвращаетс  в исходное состо ние и дальнейший процесс развертки осуществл етс  с возрастающей скоростью в соответствии с описанным алгоритмом функционировани  устройства. В качестве базового устройства выбрана виброиспытательна  система ВЭДС-10000. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позвол ет повысить точность проводимых в процессе виброиспытаний измерений, так как точно фиксируетс  резонансна  частота испытуемого издели , а измерение параметров издели  в резонансе осуществл етс  непосредственно на резонансной частоте, а не на участке диапазона что имеет место при непрерывной развертке частоты в базовом устройстве, и после установлени  колебаний издели  в резонансе, что исключает погрешность, св занную с наложением переходного вибропроцессора на основной. Кроме того, использование устройства позвол ет сократить продолжительность виброиспытаний за счет того, что развертка на участках АЧХ, далеких от резонансных , осуществл етс  с максимальной скоростью, а фиксаци  на резонансной частоте производитс  олько на врем  затухани  переходных.процессов , определ емое параметрами издели , и не поддающеес  априорному заданию, т.е. осуществл етс  оптимальное управление скоростью развертки частоты. Все это исключает излишнее накопление в изделии усталостных  влений, вызванных внешним вибрационным воздействием на него в процессе виброиспытаний.

Ж

0.5

О

/

,JL о

cfyuf.S

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИСПЫТАНИЙ, содержащее генератор с блоками компрессии, развертки частоты и преобразователем выходной частоты постоянной амплитуды, подключенные к нему управляющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра, привод самописца и через усилитель мощности - вибратор, два вибропреобразователя, размещаемые на вибраторе и испытуемом изделии, первый из них через первый согласующий усилитель подключен к информационному входу первого фильтра, выход которого соединен с блоком компрессии генератора, второй вибропреобразователь через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго фильтра, выход которого соединен с информационным входом само писца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности .виброиспытаний, оно снабжено подключенными к первым выходам фильтра последовательно соединенными фазовым детектором, детектором абсолютной величины и аналоговым перемножителем, а также двумя нуль-детекторами, схемой И^, ключом, усилителем-ограничителем, преобразователем напряжение - частота, счетчиком, цифро-аналоговым преобразователем, интерполятором и дифференци-. втором, детектор абсолютной величины соединен с входом первого нульдетектора, выход которого подключен к одному, а выход второго нуль-детектора к другому входу схемы И, соединенной выходом с управляющим входом ключа, информационный вход которого через усилитель-ограничитель подключен к блоку преобразователя выходной частоты постоянной ампли- туды генератора, а выход совместно с выходом преобразователя напряжение ^частота - к входу счетчика, пораз, рядно соединенного с цифро-аналоговым I преобразователем, соединенным выходом через интерполятор с входом блока развертки частоты генератора, выход этого блока подключен к второму входу перемножителя, а дифференциа. тор подключен входом к выходу записи второго фильтра, а выходом - к входу второго нуль-детектора.