УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЯ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ Российский патент 1994 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проведения испытаний на вибропрочность.

Известно устройство для испытаний изделий на вибропрочность, содержащее перестраиваемый генератор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, датчик обратной связи, установленный на столе вибростенда, и усилитель сигнала обратной связи, вход которого подключен к выходу датчика обратной связи.

Недостаток известного устройства - ограниченная область применения, обусловленная отсутствием возможности формирования ударных импульсов для возбуждения вибратора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания изделий на вибропрочность, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний в виде программируемого синтезатора синусоидальных колебаний и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, последовательно соединенные датчик обратной связи, установленный на столе вибростенда, и усилитель сигнала обратной связи, а также источник опорного напряжения, подключенный к управляющему входу цифроаналогового преобразователя.

Недостаток известного устройства - ограниченная область использования за счет осуществления возможности формирования ударных импульсов для возбуждения вибростенда.

Это достигается тем, что устройство для испытания изделий на вибропрочность, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний в виде программируемого синтезатора синусоидальных колебаний и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, последовательно соединенные датчик обратной связи, установленный на столе вибростенда, и усилитель сигнала обратной связи, а также источник опорного напряжения, подключенный к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, снабжено последовательно соединенными коммутатором, один из входов которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, и сумматором, выход которого подключен к входу усилителя мощности, последовательно соединенными вторым коммутатором, вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, и вторым сумматором, выход которого подключен к входу источника опорного напряжения, последовательно соединенным пиковым детектором, вход которого соединен с вторым выходом второго коммутатора, и блоком памяти, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, последовательно соединенным и подключенным к второму выходу первого коммутатора первым диодом в прямом включении, первым формирователем и первым дифференцирующим элементом, вторым диодом в прямом включении и счетчиком импульсов, последовательно соединенным ключом, вход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, вторым формирователем, вторым дифференцирующим элементом, третьим диодом в обратном включении и первым инвертором, выход которого подключен к входу "Установка в нуль" счетчика импульсов, подключенными к выходу первого дифференцирующего элемента последовательно соединенными четвертым диодом в обратном включении, вторым инвертором и триггером по своему R-входу, S-вход которого подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, а прямой выход - к управляющим входам ключа и блока памяти, выход ключа соединен также с вторым входом первого сумматора, а управляющий вход устройства соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов.

На чертеже приведена схема устройства для испытания изделий на вибропрочность.

Оно содержит программируемый синтезатор 1 синусоидальных колебаний, усилитель 2 мощности, вибростенд 3, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, вибропреобразователь 5, усилитель 6 обратной связи, источник 7 регулируемого опорного напряжения, первый коммутатор 8, ключ 9, диоды 10-13, формирователи 14, 15, дифференцирующие элементы 16, 17, инверторы 18, 19, счетчик 20 импульсов, триггер 21, сумматоры 22, 23, второй коммутатор 24, блок памяти 25, пиковый детектор 26, управляющий вход 27.

Элементы устройства соединены следующим образом.

Выход синтезатора 1 подключен к цифровому входу ЦАП 1, выход которого подключен к входу коммутатора 8, первый выход которого подключен к входу усилителя 2 мощности через сумматор 22, к второму входу которого подключен выход ключа 9.

Выход сумматора 22 подключен к входу усилителя 2 мощности, выход которого подключен к катушке подвижной части вибростенда 3.

Вибропреобразователь 5, установленный на столе вибростенда 3, подключен через усилитель 6 обратной связи к входу коммутатора 24, первый выход которого подключен к первому входу сумматора 23 непосредственно, а второй выход через последовательно соединенные пиковые детектор 26, блок памяти 25 подключен к второму входу сумматора 23, выходом подключенного к управляющему входу источника 7 опорного напряжения. Второй выход коммутатора 8 подключен к входу ключа 9 непосредственно, а через последовательно соединенные диод 10 в прямом включении, первый формирователь 14, первый дифференцирующий элемент 16 и диод 11 в прямом включении - к счетному входу счетчика 20, выход переполнения которого подключен к S-входу триггера 21, R-вход которого подключен через последовательно соединенные диод 12 в обратном включении и второй инвертор 19 к выходу первого дифференцирующего элемента 16.

Прямой выход триггера 21 подключен к управляющим входам блока памяти 5 и ключа 9, выход которого через последовательно соединенные второй формирователь 15, второй дифференцирующий элемент 17, диод 13 в обратном включении и первый инвертор 18 подключен к входу "Установка в нуль" счетчика 20. Управляющий вход 27 устройства соединен с управляющим входами первого и второго коммутаторов 8, 24. Выход источника 7 опорного напряжения подключен к аналоговому входу перемножающего ЦАП 4.

Устройство работает следующим образом.

Синтезатор 1 генерирует на выходе двоичную кодовую комбинацию, соответствующую дискретным значениям функции синус (косинус), которая поступает на цифровые входы цифроаналогового преобразователя 4. Скорость вывода информации, а значит, частота синусоиды на выходе ЦАП 4 зависит от заложенной в синтезатор 1 программы. ЦАП 4 вырабатывает на выходе синусоидальное напряжение с частотой, пропорциональной коду, поступающему на его цифровой вход, а амплитуда этого напряжения зависит от величины опорного напряжения, поступающего с выхода источника 7 регулируемого опорного напряжения.

Синусоидальное напряжение поступает на вход коммутатора 8 и в зависимости от сигнала (нуль или единица) на его управляющем входе поступает на вход усилителя мощности через сумматор 22 (на управляющем входе коммутатора 8 нуль) либо через ключ 9 и сумматор 22 (на управляющем входе коммутатора 8 единица). С выхода усилителя 2 мощности сигнал подводится к катушке подвижной системы вибростенда 3. Вибростол вибростенда 3 совершает колебательное движение, пропорциональное входному сигналу.

Для того, чтобы стол вибростенда 3 не разрушался на частотах резонанса на нем укреплен датчик 5 обратной связи, который через усилитель 6 сигнала обратной связи воздействует на источник 7 опорного напряжения, уменьшая величину опорного напряжения при возрастании амплитуды колебаний стола вибростенда 3, а значит, и амплитуду сигнала на входе ЦАП 4.

При наличии единичного потенциала на управляющем входе коммутатора 8 его входной сигнал поступает на второй выход и далее положительная полуволна синусоидального сигнала через диод 10 и формирователь 14 прямоугольного импульса дифференцируется блоком 16. Импульс, соответствующий переднему фронту прямоугольного импульса, через диод 11 поступает на счетный вход счетчика 20, увеличивая его содержимое на единицу младшего разряда. Импульс, соответствующий заднему фронту прямоугольного импульса на выходе блока 16, через диод 12 и инвертор 19 поступает на R-вход триггера 21, подтверждая его исходное нулевое состояние.

Так как триггер 21 установлен в нуль, то ключ 9 разомкнут и на вход усилителя 2 мощности сигнал возбуждения вибростенда 3 не поступает (при наличии единичного сигнала на входе коммутатора 8).

При переполнении счетчика 20 импульс с выхода его старшего разряда поступает на S-вход триггера 21, устанавливая его в единицу, тем самым открывается ключ 9 и сигнал с его выхода поступает через сумматор 22 на вход усилителя 2 мощности. Причем на вход усилителя 2 мощности поступает только положительная полуволна синусоидального сигнала, так как импульс, соответствующий моменту перехода синусоидального сигнала из положительной области в отрицательную, поступает через диод 12 и инвертор 19 на R-вход триггера 21, устанавливая его в нуль, тем самым прекращая формирование импульсного сигнала для возбуждения вибростенда 3, соответствующего положительной полуволне синусоидального сигнала с выхода ЦАП 4. Одновременно сигнал с выхода ключа 9 трансформируется формирователем 15 в прямоугольный импульс, импульсный сигнал, соответствующий заднему фронту которого, через диод 13 и инвертор 18 поступает на вход "Установка в нуль" счетчика 20, устанавливая его в исходное нулевое состояние. Таким образом, содержимое счетчика 20 и определяет паузу между формируемыми импульсными сигналами для возбуждения вибростенда 3.

При нулевом сигнале на управляющем входе коммутатора 24 сигнал с выхода усилителя 6 поступает на вход сумматора 23 непосредственно - "режим воспроизведения непрерывного сигнала" и далее на управляющий вход источника 7 регулируемого опорного напряжения. При единичном сигнале на управляющем входе коммутатора 24 его выходной сигнал через пиковый детектор 26 поступает на вход блока памяти 25, где происходит запоминание максимального значения полусинусоидального сигнала - "режим воспроизведения импульсного сигнала".

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение области использования, достигается благодаря тому, что устройство для испытания изделий на вибропрочность, содержащее программируемый цифровой синтезатор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, цифроаналоговый преобразователь, источник опорного напряжения, вибропреобразователь, установленный на столе вибростенда, усилитель сигнала обратной связи, вход которого соединен с выходом вибропреобразователя, а выход источника опорного напряжения подключен к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, к цифровому входу которого подключен выход цифрового синтезатора, снабжено двумя коммутаторами, ключом, четырьмя диодами, двумя формирователями, двумя дифференцирующими элементами, двумя инверторами, счетчиком импульсов, триггером, двумя сумматорами, блоком памяти и пиковым детектором. Выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу первого коммутатора, первый выход которого через первый сумматор подключен к входу усилителя мощности, второй вход первого сумматора через ключ подключен к второму выходу первого коммутатора, который через последовательно соединенные первый диод в прямом включении, первый формирователь, первый дифференцирующий элемент и второй диод в прямом включении соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к S-входу триггера, прямой выход которого подключен к управляющим входам ключа и блока памяти, а R-вход через последовательно соединенные третий диод в обратном включении и второй инвертор - к выходу первого дифференцирующего элемента, причем выход ключа через последовательно соединенные второй формирователь, второй дифференцирующий элемент, четвертый диод в обратном включении и второй инвертор соединен с входом "Установка в нуль" счетчика импульсов, выход усилителя сигнала обратной связи подключен к входу второго коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого через последовательно соединенные пиковый детектор и блок памяти подключен к второму выходу второго коммутатора, управляющие входы обеих коммутаторов подключены к управляющему входу устройства. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЯ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний в виде программируемого синтезатора синусоидальных колебаний и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные усилитель мощности и вибростенд, последовательно соединенные датчик обратной связи, установленный на столе вибростенда, и усилитель сигнала обратной связи, а также источник опорного напряжения, подключенный к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования, оно снабжено последовательно соединенными коммутатором, один из входов которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, и сумматором, выход которого подключен к входу усилителя мощности, последовательно соединенными вторым коммутатором, вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, и вторым сумматором, выход которого подключен к входу источника опорного напряжения, последовательно соединенными пиковым детектором, вход которого соединен с вторым выходом второго коммутатор, и блоком памяти, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, последовательно соединенными подключенным к второму выходу первого коммутатора первым диодом в прямом включении, первым формирователем и первым дифференцирующим элементом, вторым диодом в прямом включении и счетчиком импульсов, последовательно соединенными ключом, вход которого соединен с вторым выходом первого коммутатора, вторым формирователем, вторым дифференцирующим элементом, третьим диодом в обратном влючении и первым инвертором, выход которого подключен к входу "Установка в "О" счетчика импульсов, подключенными к выходу первого дифференцирующего элемента последовательно соединенными четвертым диодом в обратном включении, вторым инвертором и триггером по своему R-входу, S-вход которого подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, а прямой выход - к управляющим входам ключа и блока памяти, выход ключа соединен также с вторым входом первого сумматора, а управляющий вход устройства соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов.