SU877347A1

SU877347A1 - Способ определени амплитуды механических колебаний объекта

Info

Publication number: SU877347A1
Application number: SU772562634A
Authority: SU
Inventors: Альгимантас Теодоро Добровольскис; Стасис Юозо Сакалаускас
Original assignee: Вильнюсский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.В.Капсукаса
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1981-10-30

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению параметров механических колебаний объекта.

Известны способы определения амплитуды механических колебаний* ультразвукового инструмента, при которых через зону взаимодействия инструмента с обрабатываемой деталью пропускают постоянный электрический ток и измеряют длительность нарушения электрического контакта, по которой судят об амплиту-^,° де колебаний инструмента [1J.

Недостаток этих способов заключается в том, что они пригодны для измерения амплитуды колебаний только таких объектов, которые контактируют в процессе колебаний с электропроводящей поверхностью. При этом из-за контактирования не может быть обеспечена достаточно высокая точность измерений. . i

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения амплитуды механических колебаний объекта с использованием динамического конденсато2 ра, одной из пластин которому служит поверхность объекта, а другой - измерительный электрод, и измерением ампли· туды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора. В качестве измерительного электрода используется микрометрический винт, с помощью которого производится калибровка электрического сигнала в единицах длины [23.

Недостаток этого способа заключается в том, что он не может обеспечить достаточно высокой производительности вследствие необходимости операции калибровки, требующей затраты времени.

Цель изобретения - повышения производительности определения амплитуды _zмеханических колебаний объекта за счет уменьшения времени измерений.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе определения амплитуды механических колебаний объекта с использованием динамического конденсатора, одной из пластин которо му служит поверхность объекта, а другой - измерительный электрод, и измерением амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора, последнему сообщают постоянный заряд, приводят измерительный электрод в колебания с частотой, отличной от частоты колебаний объекта, и измеряют амплитуды электрического сигнала на частотах колебаний объекта и измерительного электрода, по отношению которых с учетом амплитуды колебаний измерительного электрода судят бб амплитуде колебаний объекта.

Благодаря этому уменьшается количество операций способа, так как не требуется проводить калибровку измеряемых электрических сигналов, в результате чего повышается производительность измерений. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает достаточно высокую точность вследствие исключения ручных операций.

На чертеже изображено устройство, реализующее данный способ.

Устройство содержит динамический конденсатор 1, одной из пластин которому служит исследуемый объект 2, если он выполнен из электропроводящего материала, а другой - измерительный электрод, представляющий собой рабочий ·’ .орган 3 механического вибратора 4. Если исследуемый объект выполнен из диэлектрика, то к нему надо жестко прикрепить металлическую пластину. Вибратор 4 снабжен средствами для установ- . ления определенной амплитуды и частоты колебаний рабочего органа 3, выполненного стержнеобразным с площадью наконечника 1-2 мм^-. К конденсатору 1. через резистор 5 подключен источник 6 постоянного тока и измеритель 7 амплитуды электрических сигналов, например, осциллограф или эмиттерные повторители, и двухканальный селективный усилитель с индикаторами.

Способ осуществляется следующим образом.

К поверхности объекта 2 приближают рабочий орган 3 вибратора 4 так, чтобы между ними остался воздушный зазор и тем самым образовался конденсатор 1. С помощью источника 6 постоянного тока сообщают конденсатору 1 постоянный заряд, что обеспечивается . при условии T«RC, где Т - наибольший период колебаний объекта 2, R - входное сопротивление измерительной цепи, С - емкость конденсатора 1. Приводят рабочий орган 3 вибратора 4 в колебания с частотой, отличной от частоты колебаний объекта 2, и заданной амплитудой Н. Измеряют амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора 1: - на частоте колебаний объекта 2-и А^- на частоте колебаний рабочего органа 3 вибратора 4.

Исходя из условия пропорциональности амплитуд электрического сигнала на конденсаторе 1 амплитудам механических колебаний его пластин, определяют, значение амплитуды механических коле·;баний объекта 2 по формуле

Предлагаемое изобретение позволяет измерить амплитуду механических колебаний объекта до значения м в диапазоне частот от десятых долей герц до 1 мГц. Можно также получить распределение колебаний по поверхности объекта 2, например акустического трансформатора. ,

Время измерения одного объекта составляет от долей секунды до 1-2 с. Благодаря уменьшению времени измерения повышается производительность труда при серийных испытаниях изделий массового производства.

Claims

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерению пара метров механических колебаний объекта. Известны способы определени амплитуды механических колебаний ультразвукового инструмента, при которых через зону взаимодействи инструмента с обрабатываемой деталью пропускают посто нный электрический ток и измер ют длительность нарушени электрического контакта, по которой суд т об амплитуде колебаний инструмента J Недостаток этих способов заключаетс в том, что они пригодны дл измерени амплитуды колебаний только таких объектов, которые контактируют в процессе колебаний с электропровод щей поверхностью. При этом из-за контактировани не может быть обеспечена достаточно высока точность измерений Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ определени амплитуды механических колебаний объекта с использованием динамического конденсатоКОЛЕБАНИЙ ОБЪЕКТА ра, одной из пластин которо гу служит поверхность объекта, а другой - измерительньй электрод, и измерением амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора. В качестве измерительного электрода используетс микрометрический винт, с помощью которого производитс калибровка электрического сигнала в единицах длины . Недостаток этого способа заключаетс в том, что он не может обеспечить достаточно высокой производительности вследствие необходимости операции калибровки, требующей затраты вре мени. . Цель из6брете ш - повышени производительности определени амплитуды механических колебаний объекта за , счет уменьше1га времени измерений. Указанна цель достигаетс тем, что в известном способе определени амплитуды механических колебаний объекта с использованием динамического конденсатора, одной из пласти-н которо-. 387 му служит поверхность объекта, а другой - измерительный электрод, и измерением амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора, последнему сообщают посто нный зар д, привод т измерительный электрод в колебани с частотой, отличной от частоты колебаний объекта, и измер ют амплитуды электрического сигнала на частотах колебаний объекта и измерительного электрода, по отношению которых с учетом амплитуды колебаний измерительного электрода суд т бб амплитуде колебаний объекта. . Благодар этому уменьшаетс количестно операций способа, так как не требуетс проводить калибровку измвр «емых электрических сигналов, в резуль тате чего повышаетс производительность измерений. Кроме того, предлага ёмый способ обеспечивает достаточно высокую точность вследствие исключени ручных операций. На чертеже изображено устройство, реализующее данный способ. Устройство содержит динамический конденсатор , одной из пластин которому служит исследуемый объект 2, если он выполнен из электропровод щего материала, а другой - измерительньй электрод, представл ющий собой рабочи ; .орган 3 механического вибратора 4. Ес ли исследуемый объект выполнен из диэлектрика , то к нему надо жестко прикрепить металлическую пластину. Вибра тор 4 снабжен средствами дл установлени определенной амплитуды и частот колебаний рабочего органа 3, выполнен ного стержнеобразным с площадью наконечника 1-2 мм. К конденсатору 1. через резистор 5 подключен источник 6 посто нного тока и измеритель 7 ампли туды электрических сигналов, например , осциллограф или эмиттерные повто рители, и двухканальный селективный усилитель с индикаторами. Способ осуществл етс следующим об разом. К поверхности объекта 2 приближают рабочий орган 3 вибратора 4 так, чтобы между ними осталс воздушный зазор и тем самым образовалс конденсатор . С помощью источника 6 посто нного тока сообщают конденсатору 1 посто нный зар д, что обеспечиваетс . при условии T«RC, где Т - наибольший период колебаний объекта 2, R - входное сопротивление измерительной цепи, С - емкость конденсатора 1. Привод т рабочий орган 3 вибратора 4 в колебани с часто.той, отличной от частоты колебаний объекта 2, и заданной амплитудой Н. Измер ют амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора 1: А - на частоте колебаний объекта 2-й А - на частоте колебаний рабочего органа 3 вибратора 4. Исход из услови пропорциональности амплитуд электрического сигнала на конденсаторе 1 амплитудам механических колебаний его пластин, определ ют, значение амплитуды механических коле-;баний объекта 2 по формуле Н.А, оГ Т . Предлагаемое изобретение позвол ет измерить амплитуду механических колебаний объекта до значени м в диапазоне частот от дес тых долей герц до 1 мГц. Можно также получить распределение колебаний по поверхности объекта 2, например акустического трансформатора . , Врем измерени одного объекта составл ет от долей секунды до 1-2 с. Благодар уменьшению времени измерени повышаетс производительность труда при серийных испытани х изделий массового Производства. Формула изобретени Способ определени амплитуды механических колебаний объекта с использованием динамического конденсатора, одной из пластин которому служит поверхность объекта:, а другой - измерительный электрод, и измерением амплитуды электрического сигнала, снимаемого с конденсатора, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности за счет уменьшени времени измерений, конденсатору сообщают посто нный зар д, привод т измерительный электрод в колебани с частотой, отличной от частоты колебаний объекта, и измер ют амплитуды электрического сигнала на частотах колебаний объекта и измерительного электрода, по отношению которых с учетом амплитуды колебаний измерительного электрода суд т об амплитуде колебаний объекта. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 481785, кл. Q01 Н 1/00, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР № 114093, кл. (501 Н 11/00, 1957 (прототип).

I

c