Устройство для испытания изделий на случайные вибрации Советский патент 1984 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для использования в машиностроении. Известно устройство для испытани изделий на случайные вибрации, содержащее послецовательно соединенны генератор белого шума, набор формирующих фильтров и регулируемые усил тели, сумматор, подключенный к выхо дам регулируемых усилителей, усилитель мощности, возбудитель колебани ибродатчик, цепь обратной связи, включающую многоканальный анализато подключенный к выходу вибродатчика, и блоки сравнения, вторые входы которых подключены к задатчикам, а выходы - к управляющим входам соответствующих регулируемых усилителей 1 . Устройство реализует проведтение испытаний изделий, на случайные вибрации, однако управление уровнем виб.рации в областях антирезонансов требует ручной настройки, что повышает трудоемкость и снижает надежность испытаний. Наиболее близким к изобретению по технической CSTUHOCTH является устройство для испытания изделий на случайные вибрации, содержащее генератор белого шума, подключенный к нему многоканальный формирователь каждый канал которого включает форм рующий фильтр и регулируемый, усили,тель, последовательно соединенные с последними сумматор, усилитель мо ности и возбудитель колебаний с под вижной катушкой, и последовательно соединенные вибродатчик, второй сум матор, многоканальный анализатор, каждый канал которого включает анализирующий фильтр, измеритель диспе сии и блок сравнения, второй вхсщ которого подключен к задатчику, а выход - к управляющему входу соотве ствующего регулируемого усилителя. Устройство позволяет провощить испытания изделий на широкополосную случайную вибрацию, управляя уровнем вибраций с учетом нелинейных свойств как изделия, так и крепле НИИ. Учитывается также при испытаниях уровень вибраций по тем коооди натньм осям, по которьм вибрацию не возбуждают 2. Однако при испытании изделий, им юцих большие и массы, устройство не располагает средствами автоматической зшциты возбудителя колебаний от перегрузок, что снижае надежность устройства. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что устройство длн испытания издели на случайные вибрации, сдцержащее генератор белого шума, подключенный к нему многокангшьмый формирователь каждый канал которого включает формирующий фильтр и регулируемый уси- . литель, последовательно соединенные с последними сумматор, усилитель мощности и возбудитель колебаний с подвижной катушкой, и послеяовательно соединеннь1е вибрсдатчик, второй , сумматор, многоканальный анализатор, каящый канал которого включает анализирующий фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, вторЬй вход которого подключен к згщатчику, а выхся - к управляющему входу соответствуквдего регулируи)ого усилителя, снабжено подключенньм к подвижной катушке возбудителя колебаний датчиком тока, соединенньм с ним вторьм многоканальным анализатором и вторьм набором регулируемых усилителей, информационные входы которых подключены к выходу соответствующего формирующего фильтра, выходы - к входам второго сумматора, а управляющий .вход каждого регулируемого усилителя второго набора подключен к выходу блока сравнения соответствующего канала второго анализатора, имеющего один общий для всех каналов зада тчик, выполненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра, подключенного к выходу датчика тока, измерителя дисперсии и усилителя, вькся которого подклйчен к вчораму входу каждого блока сравнения второго многоканального анализатора. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для испытания изделий на случайные вибрации содержит последовательно соединенные генератор Iбелого шума, подключенный к нему миогоканешьный формирователь, каждый канал которого включает формирующий фильтр 2 и регулируемый усилитель 3 первого набора, сумматор 4, усилитель 5 мощности и возбудитель 6 колебаний, вибродатчик 7, второй сумматор 8, входом подключенный к вибродатчику 7, многоканальный анализатор, калщый канал которого включает анализирующий фильтр 9, измеритель 10 дисперсии и блок 11 сравнения, к второму входу которого подключен згщатчик 12. Выходы блоков IIсравнения подключены к управляющим входам соответствующих регулируемых усилителей 3. Для измерения распределения токов подвижной катушки возбудителя б колебаний служат последовательно соединенные датчик 13 тока, подключенный к подвижной катушке (не обозначена;, второй многоканальный анализатор, каядаый канал которого включает полосовой фильтр 14, измеритель 15 дисперсии и блок 16. сравнения. В блоках 16 сравнения второго анализатора осуществляется сравнение измеренного сигнала и . опорного, который формирует общий для всех блоков 16 сравнения задатчик 17, выполненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра (не показан), измерителя 18 общей дисперсии и усилителя 19, имеющего коэффициент; усиления (г . гдеТрИ fp определяют границы рабочего диапазона частот, в пределах которого формируется заданный спектр вибраций. Выход усилителя 19 подключен к вторым входам всех блоков 16 сравнения второго анализатора, выходы которых подключены к управлякадим входам регулируемых усилителей 20 второго набора. Информационные вхсщы регулируемых усилителей 20 подключен к выходам соответствующих формирующих фильтров 2, а выхсщы - к входам второго сумматора 8. Устройство работает следующим образом. . Сигнал генератора 1 белого шума делится на узкополосные сигналы фор мирующими фильтрами 2f регулируется по уровню усилителями 3, суммируется сумматором 4 и через усилитель 5 мощности поступает на вхси возбудителя;6 колебаний. Сигнал вибррдатчи;ка 7 приходит на вход второго сумматора 8, на остальных входах которого сигналы отсутствуют в случае, еслинагрузка на возбудитель 6 колебаний не превосходит допустимую. С выхода сумматора 8 сигнал поступает на вход первого многоканального анализатора делится на узкие полосы анализирующими фильтрами 9 и через канальные измерители 10 дисперсии приходит на первый вход 11 сравнения. На вторые входы блоков-11 поступают -сигналы, пропорциональные заданным значениям вибрации в поддиапазонах. Сигналы рассогласования с выхода блоков 11 сравнения так изменяют коэффициенты усиления регулируемых усилителей 3 первого набора, что сигналы рассогласования свсдятся к нулю. В случае, когда нагрузка на возбудитель 6 колебаний превьвиает згщанную, работает автоматизированная система защиты. Известно, что в частотной характеристд1ке тракта возбудитель колебаний - изделие существуют области антирезонансов, в кофорых наиболее сложно получить заданну форму спектральной плотности мощности. В этих областях частот спектральная плотность тока имеет ярко выраженные пики, и на эти пики приходится большая часть дисперсии тока . При формировании режима вибрации необходимо определить частоты антирезонансов и снижать згщанный уровень вибрации. В устройстве указанные операции выполняются следующим образом. .Сигнал датчика. 13 тока поступает на вход второго многоканального анализатора и вход задатчйка 17. Пройдя полосовые фильтры 14 и измерители 15 дисперсии, сигналы поступают на вход канальных блоков 16 сравнения. Задатчик 17 форлшрует опорный сигнал так. Полосрвой фильтр (не показан) ограничивает сигнал датчика 13 тока по частоте в границах рабочей полосы частот. Измеритель 18 общей дисперсии определяет значение дисперсии во всей рабочей полосе частот. Сигнал/ пропорциональный значению общей дисперсии, поступает на вход усилителя 19. Коэффициент усиления усилителя 19 устанавливается так, чтобы обеспечить допустимый уровень превышения пиков в спектральной пло гности тока относительно среднего значения. При этом в заданной спектральной плотности йсщности вибрации будут корректироваться те каналы, в которых спектральная плотность тока превосходит средний уровень более, чем в К раз, где К - коэффициент усиления усилителя 19. Если на выходе датчика 13 возникают в некоторых каналах пики токов, то на выходе соответствующих канальных блоков 16сравнения воЗВИКнет положительный сигнал, который поступит на управляюций вход усилителя 20. С выхода усилителя 20., работающего только на положительный сигнал рассогласования, сигнал подается через второй сумматор 8 на вхсщ анализирующих фильтров 9, тем самым увеличивая сигнал с выхода вибрспатчика 7 в н« отором частотном канале. Это приве$дет к уменьшеишо возбу}гт(ения и уменьшению пика в спектральной плотности тока до заданного уровня, т.е. до равенства сигналов с задатчика 17 и измерителей 15. Изобретение повыаает надежность испытаний при испытаниях иэдепкЛ, имекщих большие габариты и массы, путем исключения поврезщения катушки возбудителя колебаний.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ . ИЗДЕЛИЙ НА СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАЦИИ, содержащее генератор белого шума, псдключенный к нему многоканальный формирователь, кажный канал которого включает формирующий фильтр и регулируемый усилитель,.последовательно соединенные с посл.е цнйМи сукматор, усилитель мощности и возбудитель колебаний с подвижной катушкой, последовательно соединенные вибрсздатчик, второй сумматор, многоканальный . анализатор; каждый которого включает анализирующий фильтр, иэ- меритель дисперсии и блок сравнения, второй вход которого подключен к задатчику, а выход - к управлякщолу входу соответствующего регулируемого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подключен-, ным к подвижной катушке возбудителя колебаний датчиком тока, соединенным с ним вторым многоканальным анализаторе и вторым набором регулируемых усилителей, информационные входы которых подключены к выходу соответствующегО формирунзщего фильтра, выходы. - к входам второго сумматора, а управляющий вход каждого регулируемого усилителя вторюго на(Л бора подключен к вьксщу блока сравнения соответствугацего канала втос: рого анализатора, име ощего один общий для всех каналов задатчик, вь полненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра, п здключенного к выходу датчика тока, измерителя дисперсии и усилителя, выход которого подключен к второму О) входу каядого блока сравнения второго многоканального анализатора. ел a