SU807131A1 - Устройство дл резонансных испыта-Ний ОбРАзцОВ МАТЕРиАлОВ и издЕлий - Google Patents

Description

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к устройствам для резонансных испытаний образцов материалов и с изделий.

Известно устройство, содержащее электромагнитный возбудитель колебаний и задающий генератор с самовозбуждением [1]. 10

В устройстве'используется.электромагнитный возбудитель колебаний, .работающий без подмагничивания. Поскольку основная частота возбуждающей силы у такого возбудителя равна Удвоенной частоте тока возбуждения, то в цепь обратной Связи задающего генератора введен перестраиваемый фильтр, пропускающий сигнал с часто- χθ той, равной половине резонансной частоты испытуемого образца, что обеспечивает возбуждение его резонансных . колебаний.

Недостатком известного устройства 25 является невозможность, автоматической подстройки- частоты возбуждения в случае изменения резонансной часIтоты испытуемого образца или изделия в процессе испытания. 30

Наиболее близким к изобретению, по технической сущности и достигаемому результату является устройство для резонансных испытаний образцов материалов и изделий, содержащее усилитель мощности, подключенный к его· входу электромагнитный возбудитель колебаний, цепь положительной обратной связи, включающую измерительный вибропреобразователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регулятор уровня возбуждения £.2].

В этом устройстве используется электромагнитный возбудитель колебаний с подмагничиванием постоянным током, у которого частота возбуждающей силы равна частоте тока возбуждения, что дает возможность возбуждения автоколебаний образца (изделия). Однако небольшой диапазон возбуждающи : токов для возбудителей колебаний с подмагничиванием постоянным током весьма ограничивает возможность варьирования уровнем колебаний Образца, в особенности при автоколебательном режиме возбуждения, когда устойчивость автоколебаний обеспечивается '· ‘в ограниченно.. динамическом диапазоне. Поэтому в известных устройствах не обеспечивается эффективное использование автоматических регуляторов уровня возбуждения. В этом отношении предпочтительным является использование в устройстве электромагнитного возбудителя колебаний без подмагничивания. Однако в этом случае не обеспечивается автоматическое возбуждение 1колебаний образца на его резонансной частбте, что снижает точность регулирования заданного уровня динамических деформаций и, следовательно, приводит к снижению достоверности результатов испытаний.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено последовательно включенными в цепь положительной обратной связи между выходом вибропреобраэователя и входом частотно-избирательного усилителя _в формирователем импульсов и делителем частоты с коэффициентом деления,равным Z-. Кроме того, для облегчения запуска устройства при испытании образца или изделия в печи, оно снабжено конденсатором й прерывателем, подключенными параллельно нагрузке одного из каскадов частотно-избирательного усилителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Образец 1 с наклеенными на его рабочей части тензорезисторами 2,расположен в электрической печи 3. Концы ’ образца 1 прикреплены к валикам 4 подшипниковых опор, к которым прикреплены также якори 5 электромагнитных возбудителей 6 колебаний.Устройство содержит также цепь положительной обратной связи, включающую измерительный вибропреобразователь 7, усилитель 8, формирователь 9 импульсов , делитель 10 частоты с коэффициентом деления, равным 2, частотно-избирательный усилитель 11, параллельно нагрузке одного из каскадов которого подключены конденсатор 12 и прерыватель 13, фазовращатель 14 и потенциометры 15 и 16, соответственно, ручной и автоматической регулировки. К потенциометру 16 подключен усилитель 17 мощности, выход которого соединен с возбудителями 6 колебаний. Кроме того, в состав устройства входит автоматический регулятор _z уровня возбуждения, включающий подключенный к вибропреобразователю 17 интегрирующий усилитель 18_г подключенный через' выпрямитель 19 к первому входу блока 20 сравнения, ко второму входу которого подключен источник 21 опорного напряжения, усилитель 22 мощности и реверсивный двигатель 23, с валом которого кинематически связан движок потенциометра 16. Индукционный вибропреобразователь 7 установлен на одном из вали ков 4 и представляет собой индукционный преобразователь скорости угловых колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Запуск устройства осуществляется периодическим включением конденсатора 12 с помощью прерывателя 13. При этом в частотно-избирательном усилителе 11 возникают затухающие электрические колебания с частотой f₀,которые с помощью усилителя 17 мощности и электромагнитных возбудителей 6 преобразуются в колебания (в данном случае изгибные) образца 1 на его собственной частоте. Угол поворота валиков 4 пропорционален деформации образца 1. Индукционный вибропреобразователь 7 вырабатывает синусоидальный сигнал, пропорциональный скорости угловых колебаний валика 4, который усиливается усилителем 8 до уровня, необходимого для работы формирователя 9 импульсов и делителя 10 частоты. Импульсы с выхода формирователя 9, частота следования которых равна собственной частоте , колебаний образца 1 запускают делитель 10 частоты, который осуществляет деление частоты на 2 и вырабатывает сигнал П-образной формы, который поступает на вход частотно-избирательного усилителя 11, настроенного на частоту f₀ первой гармоники входного сигнала (f₀ = Дц) . Выходной синусоидальный сигнал .усилителя 11 через фазовращатель 14 и потенциометры.15 и 16 поступает на вход усилителя 17 мощности и таким образом цепь положительной обратной связи замыкается.

Уровень возбуждения регулируется в процессе испытаний следующим образом. Проинтегрированный интегрирующим усилителем 18 сигнал вибропреобразователя 7, пропорциональный углу поворота валика 4, выпрямляется и подается на блок 20 сравнения с опорным напряжением II _ои источника 21, пропорциональным заданному уровню колебаний образца. Сигнал рассогласования с выхода блока 20 сравнения усиливается по мощности и подается на реверсивный двигатель 23, перемещающий движок потенциометра 16.

Выполнение устройства по автоколебательной схеме с электромагнитным возбудителем колебаний, не имеющим подмагничивания постоянным током,расширяет диапазон частот, в котором автоколебания устойчивы, и тем самым повышает достоверность результатов испытания.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к исследова нию прочностных свойств материалов, а именно к устройствам дл  резонансных испытаний образцов материалов и изделий. Известно устройство, содержащее электромагнитный возбудитель колебаний и задающий генератор с самовозбуждением ij. В устройствеиспользуетс .электро магнитный возбу цитель колебаний, .работающий без подмагничиванц . Поскольку основна  частота возбуждавдей силы у такого возбудител  равна удвоенной частоте тока возбуждени , то в цепь обратной ев зи задающего генератора вйеден перестраиваемый фильтр, пропускающий сигнал с часто той, равной половине резонансной .ча тоты испытуемо,го образца, что обеспе чивает возбуждение его резонансных колебаний. Недостатком известного устройств  вл етс  невозможность, автоматической подстройки- частоты возбуждени  в случае изменени  резонансной час (тоты испытуемого образца или издели в процессе испытани . Наиболее близким к изобретению. по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  резонансных испытаний образцов иатериалов и изделий, содержащее усилитель мощности, подключенный к еговходу электромагнитный возбудитель колебаний, цепь положительной обратной св зи, включающую измерительный вибропреобразователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регул тор уровн  возбуждени  L2. В этом устройстве используетс  электромагнитный возбудитель колебаний с подмагничиванием посто нным током, у которого частота возбуждающей силы равна частоте тока возбуждени , что дает возможность возбуждени  автоколебаний образца (издели ). Однако небольшой диапазон возбуждающи : токов дл  возбудителей колебаний с подмагничиванлем посто нным током весьма ограничивает возможность варьировани  уровнем колебаний Образца, в особенности при автоколебательном режиме возбуждени , когда устойчивость автоколебаний обеспечиваетс  % в ограниченно.. динамическом диапазоне . Поэтому в известных устройствах не обеспечиваетс  эффективное испол зование автоматических регул торов уровн  возбуждени . В этом отношении предпочтительным  вл етс  использов ние в устройстве электромагнитного возбудител  колебаний без подмагничи вани . Однако в этом случае не обеспечиваетс  автоматическое возбуждени {колебаний образца на его резонансной частбте, что снижает точность регули ровани  заданного уровн  динамических деформаций и, следовательно, при водит к снижению достоверности результатов испытаний. Цель из,обретени  - повышение дос товерности результатов испытаний. Эта цель достигаетс  благодар  тому, что устройство снабжено последовательно включеннь ет в цепь положительной обратной св зи между выходом вибропреобразовател  и входом частотно-избирательного усилител  а формирователем импульсов и делителем частоты с коэффициентом делени ,равным .. Кроме того, дл  облегчени  за пуска устройства при и пытании образ ца или издели  в печи, оно снабжено конденсатором и прерывателем, подклю ченными параллельно нагрузке одного из каскадов частотно-избирательного усилител . На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Образец 1 с наклеенными на его ра бочей части тензорезисторами 2,распо ложен в электрической печи 3. Концы образца 1 прикреплены к валикам 4 подшипниковых опор, к которым прикреплены также  кори 5 электромагнитных возбудителей 6 колебаний.Устройство содержит также цепь положительной обратной св зи, включающую измерительный вибропреобразователь 7, усилитель 8, формирователь 9 импульсов , делитель 10 частоты с коэффициентом делени , равным 2, частотно-избирательный усилитель 11, парал лельно нагрузке одного из каскадов которого подключены конденсатор 12 и прерыватель 13, фазовращатель 14 и потенциометры 15 и 16, соответственно , ручной и автоматической регулировки . К потенциометру 16 подключен усилитель 17 мощности, выход которого соединен с возбудител ми 6 колеба НИИ. Кроме того, в состав устройства входит автоматический регул тор уровн  возбуждени , включающий подключенный к внбропреобразователю 17 И:Нтегрирун ций усилитель 18 подключенный через выпр митель 19 к первому входу блока 20 сравнени , ко второму входу которого подключен источник 21 опорного напр жени , усилитель 22 мощности и реверсивный двигатель 23, с валом которого кинематически св зан движок потенциометра 16. Индукционный вибропреобразователь 7 установлен на одном из валиков 4 и представл ет собой индукционный преобразователь скорости угловых колебаний. Устройство работает следующим образом . Запуск устройства осуществл етс  периодическим включением конденсатора 12 с помощыг прерывател  13. При этом в частотно-избирательном усилителе 11 возникают затухающие электрические колебани  с частотой fp,которые с помощью усилител  17 мощности и электромагнитных возбудителей б преобразуютс  в колебани  (в данном случае изгибные) образца 1 на его собственной частоте. Угол поворота валиков 4 пропорционален деформации образца 1. Индукционный вибропреобразователь 7 вырабатывает синусоидальный сигнал, пропорциональный скорости угловых колебаний валика 4, который усиливаетс  усилителем 8 до уровн , необходимого дл  работы формировател  9 импульсов и делител  10 частоты. Импульсы с выхода формировател  9, частота следовани  которых равна собственной частоте f-i , коле15аний образца 1 запускают делитель 10 частоты, который осуществл ет деление частоты на 2 и вырабатывает сигнал П-образной формы, который поступает на вход частотно-избирательного усилител  11, настроенного на частоту fo первой гармоники входного сигнала { f о -fc-) Выходной синусоидальный сигнал .усилител  11 через фазовращатель 14 и потенциометры.15 и 16 поступает на вход усилител  17 мощности и таким образом цепь положительной обратной св зи замыкаетс . Уровень возбуждени  регулируетс  в процессе испытаний следующим образом . Проинтегрированный интегрирующим усилителем 18 сигнал ви-бропреобразовател  7, пропорциональный углу поворота валика 4, выпр мл етс  и подаетс  на блок 20 сравнени  с опорным напр жением , источника 21, пропорциональным заданному уровню колебаний образца. Сигнал рассогласовани  с выхода блока 20 сравнени  усиливаетс  по мощности и подаетс  на реверсивный двигатель 23, перемещающий движок потенциометра 16. Выполнение устройства по автоколебательной схеме с электромагнитным возбудителем колебаний, не имеющим подмагннчйвани  посто нным током,расшир ет диапазон частот, в котором автоколебани  устойчивы, и тем самым повышает достоверность результатов испытани . Формула изобретени  1. Устройство дл  резонансных испытаний образцов материалов и изделий , содержащее усилитель мощности,

   подключенный к его выходу электромагнитный возбудитель колебаний, цель положительной обратной св зи, включающую измерительный вибропреобраэователь , частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регул тор уровн  возбуждени г отличающеес  . тем, что; с целью повышени  достоверности результатов испытаний, оно снабжено последовательно включенными в цепь положительной обратной св зи между выходом вибропреобразовател  и входом частотно-избирательного усилител  формирователем импульсов и делителем частоты с коэффициентом делени , равным 2.
2. 2. Устройство по п. 1, о. т л и чающеес  тем, что, с целью

   облегчени  его запуска при испытании образца в печи, оно снабжено конденсатором и прерывателем, подключенными параллельно нагру, ке одного из каскадов частотно-избирательного усилител  .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Патент США № 3390560, кл. 73-67.2, 1968.

   2. Максимов В.П., Мамулсшвили Г.А. Автоматический регул тор амплитуды механических колебаний деталей мбииин. 15 Сб. Вибрационна  техника. М;,МДНТП им. Дзержинского, 1967, вып. 2, с. 29-35.