SU1347018A1 - Способ измерени поперечных ускорений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерени . Дл  измерени  ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению X. Если положительные направлени  рабочих осей датчиков 1 и 2 ускорений ориентированы в противоположные стороны , то дл  вьщелени  синфазных составл ющих выходы датчиков 1 и 2 ускорений подключают к арифметическому устройству 3 дл  вычитани  и делени  на два сигналов, пропорциональных ускорени м. 1 ил. 00 N( 00

Description

113

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к способам и устройствам измерени  парйзитных поперечных колебаний объектов, например аппаратуры и приборов при их вибрационных испытани х на электродинамических и других стендах.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем исключени  вли ни  изгибных деформаций объекта.

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит датчики 1 и 2 установленные в одноименных контроль ных точках объекта испытаний и предназначенные дл  измерени  поперечного ускорени  объекта в направлении X Электрические выходы датчиков 1 и 2 подключены к входам арифметического

устройства 3, выход которого присое

динен к регистрирующему прибору 4. Датчики 1 и 2 установлены на приспособлении 5, служащем дл  креплени  на подвижной части возбудител  6 ис- пытуемого издели  7.

Способ реализуетс  следующим об- разомо

Изделие 7 под действием электродинамической силы Fg, кроме рабочих (продольных) колебаний в направлении Y, совершает дополнительно паразит- ные угловые колебани  ((-Р) При этом приспособление 5, на котором установлены датчики 1 и 2 дл  измерени  поперечных ускорений в направлении Х, испытывает изгибные деформации (недеформированное состо ние приспособлени  5 показано пунктирными лини ми ) «

При наличии угловых колебаний и деформа1Щй объекта испытаний ускорени  контрольных точек 1 и 2 можно представить в В1еде

(p .

1, +а, , ,,,

; (1)

+3.1 +5 -1-а , (2)

де

п -п

Зе, J

а- - ускорение поступа- 50 тельного движени  объекта испытаний в рабочем направлении У;

- касательные состав- 55 л ющие ускорений, вызванные угловыми колебани ми объекта испытаний;

5

о

5

™. П

1

и - U

Эг е

с J I

- Ч

а

к а..

К, «2

-нормальные составл ющие ускорений при угловых колебани х объекта испытаний;

-касательные составл ющие ускорений, вызванные изгибны- ми деформаци ми приспособлени  5;

-нормальные составл ющие ускорений при изгибных деформаци х приспособлени  5j .

-ускорени  Кориоли- са в контрольных точках 1 и 2.

При измерени х поперечных ускорений в направлени х X необходимо выражени  (1) и (2) спроектировать на ось X. При этом вли нием а, Sn ,

п, П2 Х(

речь.

Действительно, пусть угловые колебани  контрольной точки 1, вызванные изгибными деформаци ми приспособлени  5, описываютс  уравнени ми

Cfu cp 3inQt, Cf, cp,:)cos;it, срц

-ср„ 81пЭс,(3)

тогда

/a ijMgKc. (if )-. - - all-

а ц можно пренебмакс

ш

(

-.J-L

. м.

где С|)д и л) - амплитуда и частота

угловых колебаний точки 1 при изгибных деформаци х приспособлени  5;

Sp ш наибольша  дуга при угловых колебани х точки 1, вызванньпс деформаци ми приспособлени  5;

Г(, - рассто ние от центра поворота (т. О,) до контрольной точки 1. Наибольшие изгибные деформации приспособлений наблюдаютс  на резонансных частотах. При испытани х аппаратуры и приборов резонансные частоты приспособлений лежат выше 300 Гц. В этом случае S, , и поэтому величиной Sp. можно пренебречь. Обычно

ni поэтому с еще меньшей погрешностью можно пренебречь нормальной составл ющей ускорени  а .

Максимум ускорени  Кориолиса в точке 1 при гармонических угловых колебани х системы вокруг т. О (переносное движение) и угловых колебани х точки 1 вокруг т. 0 (относительное движение) равен

20

r ,

,Ч

колебаний объекта испытаний; относительна  скорость движени  контрольной точки 1 при изгибных деформаци х 25 приспособлени  6; рассто ние от контрольной точки 1 до центра поворота (т.О) при угловых 30 колебани х объекта испытаний; наибольша  дуга при угловых колебани х точки 1 объекта ис- 35 пытаний вокруг точки 0. , о указанным причинам имеем

5 t г „ поэтому величиной

можно пренебречь, так как

,и ч

макс

(4,

а, (а.

также

макс

Аналогично можно показать, что при измерении поперечных ускорений в контрольной точке 2 можно пренебречь составл ющими ускорений а

а.

K2

При измерении поперечного ускорени  в контрольных точках 1 и 2 в направлени х X необходимо вьфажени  (1) и (2) спроектировать на направление X. Тогда, пренебрега  а

;

- (Л

an,

к,

а.

получают

П(

- ас,

cosof, - а cos,;

- ас.

I

cos /Jj

Величины а i

4 COS /i,

и а-;

COS

противофазны. Они не характеризуют поперечное движение испытуемого издели  7 в целом и поэтому должны быть исключены как систематические погрешности измерени .

Таким образом, выдел   синфазные

составл ющие ускорений а

и а

1

можно по их величине определить поперечное поступательное движение узлов креплени  испытуемого издели  7 как единого целого.

В устройстве, реализующем предла- гаемый способ, дл  измерени  ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению X.

Если положительные направлени  рабочих осей датчиков ориентированы в одну сторону, дл  вьщелени  синфазных составл ющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству 3 дл  суммировани  и делени  на два сигналов, пропорциональных ускорени м

п, и

па

В этом случае, как следует

из вьфажений (7) и (8)

ас, COS oi.,+aci coso -a

§li 2Ei- iI§2b.Slb . (9)

г., r

Ui

и г„. г

г

то

/

.

(10) (11)

40 Из (9) и (10) следует, что систематическа  погрешность от изгибных деформаций

45

.. о

(13

Если Гц , ,

то и в этом случае

указанна  систематическа  погрешность (12) значительно меньше, чем исходные 50 погрешности (противофазные составл ющие ) в каждом из сигналов датчиков 1 и 2.

Если положительные направлени  рабочих осей датчиков ориентированы в противоположные стороны, (чертеж)

дл  вьщелени  синфазных составл ющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству дл  вычитани 

55

и делени  на два сигнала, пропорциональных ускорени м Зр и а„ .

Пусть положительное направление рабочей оси датчика 2 совпадает с положительным направлением Х Тогда

пг - с,

cosoi.2.+

a cos/3,,,

(13)

Claims (1)

1. мое изделие прикрепл етс  к возбудителю , уменьшаютс  в 3-5 раз. Формула изобретени  g Способ измерени  поперечных ускорений объекта, заключающийс  в том, что измер ют ускорение в нескольких точках объекта в направлении, перпендикул рном его продольному движе- - 10 ВИЮ, и по результатам измерений определ ют ускорение поперечного движени  объекта, отличающий- с   тем, что, с повышение точности измерени  путем исключени  вли- 15  ни  изгибных деформаций объекта,

   измер ют одновременно мгновенные значени  поперечного ускорени  вдоль одной оси датчиками в двух точках, расположенных по разные стороны от пропорциональный синфазным составл ю- JQ линии, проход щей через центр масс

   объекта и параллельной его продольному движению, при этом положргтельПоложительное направление рабочей оси датчика 1 про ривоположно положительному направлению оси X, Тогда

   Э./

   м

   cosot, + а. cos pj,

   Вычита  и дел  на два с помощью арифметического устройства 3 сигналы пропорциональные (12) и (13), получают при г

   U|

   IS V

   ц, Гп г.п сигнал,

   щим ускорений а и а ,

   Арифметическое устройство 3 может быть выполнено, .например, на операг ционном усилителе,

   Опытна  проверка предлагаемого способа подтвердила его высокую эффективность . Погрешности измерени  поперечных ускорений испытуемых изделий в области существенных деформаций приспособлений, которыми испытуеРедактор И,Горна 

   Составитель В.Пименов

   Техред А. Кравчук Корректор М.Демчик

   Заказ 5116/43 Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   ные направлени  рабочих осей датчиков ориентируют в противоположном направлении , а затем арифметическим вычитанием и делением на два сигналов датчиков из мгновенных значений измеренных ускорений выдел ют синфазные составл ю1цие, по величине которь1х суд т о поперечном ускорении движени  объекта.