Устройство для диагностических испытаний изделий Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 

2. Устройствопо п. 1, о т л и ч-. ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности многоточечного возбуждения сложных изделий и синхронизации фазы колебаний различных точек изделия, возбудитель нагрузки выполнен многоканальным, а управляющие входы первого и второго полупроводниковых триодов каждого канала возбуждения соединены через канальные коммутаторы с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, общего для всех каналов возбуждения нагрузки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕОКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащее задающий генератор и возбудитель на грузки, включающий электродинамичесгкий вибратор с первой и второй обмотками, первый управляе1Ф1й полупроводниковый триод, последовательно соединенный с первой обмоткой, и ис-: точник питания, подключенный к первой и второй обмоткам электродинеилического вибратора, отличающее с я жем, что, с целью автоматизации испытаний, оно снабжено вторым управляемым полупроводниковым триодом, включенным последовательно со второй обмоткой электродинамического вибратора, цепью обратной связи, состоящей из вибродатчика и измерителя амплитуды и фазы, ксжмутатора и кольцевым распределителем импульсов, вход которого подключен к задающему генератору, задающий генератор и.источник питания выполнены регулируемьвФи, управляющие оды ис точнйка питания и обоих пoJ yпpoвoдниковых триодов подключены через коммутатор к выходам кольцевого распределителя, импульсов, а другой управляющий вход источника питания под- ключей к выходу измерителя амплитудою и фазы. О со sj

Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь ,эовано для вибропрочностных ресурсных испытаний в машиностроении, . Известно устройство для динамических испытаний сложных конструкци с многоточечным возбуждением, содер жащее задающий генератор, многоканальный возбудитель нагрузки, каждый канал которого включает -последовательно соединенные усилитель мощ ности, электродинамический вибратор вибродатчик и измеритель амплитуды и фазы,, блок управления Cl Устройство позволяет проводить ис пытания сложных изделий, однако при длительных ресурсных испытаниях его использование приводит к большим затратам, обусловленным низким КПД устройства. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для динамических испытаний изделий, содержащее задающий генератор и воз дитель нагрузки, включающий электро динамический вибратор с первой и вт .рой обмотками, первый уп13авляемый пол-проводниковый трид, последовател но соединенный с первой обмоткой, и источник питания, подключенный к первой и второй обмоткам электродинамического вибратора. Устройство обеспечивает более эк номичный режим работы путем управле ния ключем в цепи питания обмотки возбуждения С2. Однако устройство не обеспечивае автоматическое поддержание уровня нагрузки и не дает возможности возбуждать колебания сложной формы. Цельк) изобретения является обеспечение автоматизации испытаний. Указанная цел достигается тем, что устройство для динамических испы таний изделий, содержащее задающий генератор и возбудитель нагрузки, включающий электродинамический вибратор с первой и второй обмотками, первый управляемый полупроводниковый триод, последовательно соединенный с первой обмоткой, и источни питания, подключенный к первой и второй обмоткам электродинамического вибратора, снабжено вторым управляемым полупроводниковым триодом, включенным последовательно со второй обмоткой электродинамического вибратора, цепью обратной связи, состоящей из вибродатчика и измерителя амплитуды и фазы, коммутатором и кольцевым распределителем импульсов, вход которого подключен к задающему генератору, задающий генератор и источник питания выполнен регулируемым, упправляющие входы источника питания и обоих полупроводниковых триодов подключены через коммутаторы к выходам кольцевого распределителя импульсов, а другой управляющий вход источника питания подключен к выходу измерителя амплитуды и фазы. Кроме того, с целью обеспечения возможности многоточечного возбуждения сложных изделий и синхронизации фазы колебаний различных точек изделия, возбудитель нагрузки выполнен многоканальным, а управляющие входы первого и второго полупроводниковых триодов каждого канала возбуждения соединены через канальные коммутаторы с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, общего для всех каналов возбуждения нагрузки. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема подсоединения вибраторов к изделию. Устройство для динамических испытаний изделий содержит задающий генератор 1, подключенный к его выходу кольцевой распределитель 2 импульсов, на выходах которого импульсы появляются в строгой очередности (в рассматриваемом случае распределитель 2 имеет двенадцать выходов), многоканальный возбудитель нагрузки (не обозначен ), каждый канал которого состоит из коммутатора 3, управляемого источником 4 питания, электродинамического вибратора 5 с первой и второй обмотками 6 и 7 соответственно и якорем 8, цепь обратной связи, включающую вибродатчик 9 и измеритель 10 амплитуды и фазы, выход которого подключен к

управляющему входу источника 4 питания. Последовательно обмоткам б и 7 включены соответственно управляемые полупроводниковые триоды 11 и 12 (тиристоры). Одни концы обмоток 6 и 7 объединены и подключены к одному полюсу источника 4 питания, другие концы обмоток 6 и 7 через триоды 11 и 12 подключены к второму полюсу источника 4. Для шунтирования обратных напряжений на обмотках 6 и 7 к ним параллельно подключены цепочки из резисторов 13 и 14 и диодов 15 и 16. Для обеспечения коммутации триодов 11 и 12 к их входам подключен конденсатор 17. Для исключения разряда конденсатора 17 при питании от источника 4 последовательно обмоткам 6 и 7 подключены диоды 18 и 19 и для поддержания тока через открытые триоды 11 и 12 при нулевом напряжении на полюсах источника 4 к ним подключен диод 20 в обратном направлении. Для нагружения изделия 21 якоря 8 вибраторов 5 соединены с изделием 21 с помощью тяг 22.

Устррйство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частоту следования которых устанавливает оператор. Импульсы с выхода генератора 1 поступают , rfa вход кольцевого распределителя 2 импульсов, на выходах которого в определённой последовательности появляются импульсы с частотой, мень шей частоты генератора 1 в число раз равное числу выходов распределителя 2. Импульсы с выходов распределителя 2 через канальные коммутаторы 3 подаются на управляющие входы триодов 11 и 12 и источника 4 питания, выполненного в виде преобразователя постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Длясинхронизации работы вибраторов 5 различных каналов управляющие входы триодов 11 и 12 должны подключаться к одновременным выходам распределителя 2. Так для обеспечения синфазной работы вибраторов 5 управляющие входы триодов 11 подключают к первому выходу распр делителя 2, а входы триодов 12 - к седьмому выходу распределителя 2 (если выходы пронумерованы в порядке во растания номеров К При этом импульс на первом выходе распределителя 2 че рез канальные коммутаторы 3 откроет триоды 11. Через обмотки 6 потечёт ток и якоря 8 будут стремиться втянуться в обмотки б, седьмой импульс генератора 1 поступит с седьмого выхода распределителя 2 на управляющий вход триода 12. Теперь ток потечет по обмотке 7, и якорь начнет втягиваться в обмотку 7. Напряжение конденсаторов 17 прикладывается через открытые триоды 12 к 11 в обратном направлении и закрывает и Конденсаторы 17 перезаряжаются токами, протекающими через обмотки б и Триоды 12. Далее процесс повторяется. В случае, если необходимо реализовать требуемый фазовый угол между вибраторами 5, то оператор меняет коммутациюуправляющих входов триблов 11 и 12 таким образом, чтобы обеспечить -нужный фазовый угол. Например, для обеспечения угла уп равляющий вход триода 11 первого канала подключают к первому выходу распределителя, а вход триода 11 второго канала - к второму и т.д. Установка фаз осуществляется до работы устройства и при испытаниях требуемая фаза поддерживается автоматически. Импульсы с выходов распределителя 2 управляют и работой источников 4 питания. На выходе источников 4 реализуется напряжение, форм которого повторяет ;.з требуемый закон изменения нагрузки. Это осуществляется с помощью коммутации различных

:резисторов (не показаны ) в цепи управления источника 4. Коммутация

-резисторов осуществляется транзисторами (не показаны ), управляемыми импульсами, поступающими с «выходов коммутаторов 3. На выходах коммутаторов 3 импульсы появляются синхронно с импульсами распределителя 2, но очередность поступления импульсов устанавливается оператором. Так, установка числа 5 на коммутаторе 3 означает, что импульс на первом выходе коммутатора 3 появится синхронно с появлением импульса на пятом выходе расПЕ$еделителя 2. Например, для получения синусоидального напряжения, на выходе источника 4 выходы один, шесть, семь, двенадцать коммутатора 3 объединяются и подаются на транзистор (.не показан ), подключающи в цепи управления резистор большого номинала, выходы два, пять, восемь, одиннадцать- на транзистор, подключающий резистор меньшего номинала, а выходы три, четыре, девять, десять - на транзистор, подключающий

резистор еще меньшего номинала. На коммутаторе 3 устанавливается число один.

Ступенчатое изменение напряжения на выходе источника 4 сглаживается з счет индуктивности обмоток б и 7. В устройстве реализована регулировка уровня нагружения с помоюью цепи обратной связи. Сигнал вибродатчика 9 поступает на вход измерителя 10 амплитуды и фазы. Сигнал с выхода измерителя 10 поступает на вход упра ления источника 4. Увеличение сигнала с выхода измерителя 10 приводит к уменьшению напряжения на выходе источника 4 и наоборот. Таким образом поддерживается первоначально .заданный уровень нагрузки.

В устройстве источники 4 питания и управляемые триоды 11 и 12 работают, в ключевом режиме, что повышает КПД. Применение распределиЗ-- /теля 2 и коммутаторов 3 позволяет синхронизировать работу электродина мических вибраторов 5, а также уста навливать требуемый фазовый сдвиг между ними. Устройство позволяет возбуждать в изделии колебания слож ной формы.