Устройство для управления частотой колебаний вибростенда Советский патент 1984 года по МПК G05D19/02 

эо

Bvje.

:

35 сг.

Изобретение относится к вибрационной технике и пре аназнзчено для автоматизированных виброисЬытательгых систем, осуществлякяцих испытания на воздействие гармонической вибрацией.

Известно устройство для регулирования частоты колебаний вибростенда, содержащее генератор импульсов, переключатель, реверсивный счетчик, генератор синусоидального напря жения, три компаратора, интегратор, блок регулирования усиления, усилитель мощности, цифровой частотомер, а также блок измерения и регулирования параметров вибргщии l .

Недостатки указанного устройства узкий диапазон регулировки частоты выходного сигнала и значительная динамическая погрешность установки частоты, обусловленная инерционноетью обратной связи -по частоте.

Известен генератор для испытательных стендов, включающий элементы памяти, адресную цепь, ЦАП, фильт низкой частоты и усилитель мощноети и .

Недостаток генератора - большое значение коэффициента нелинейных искажений, обусловленное неидеальностью возпроизведения синусоидального напряжения в широком диапазоне частот с помощью ЦАП.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления частотой колебаний вибростенда, содержащее последовательно соединенные блок переключения полярности, интегратор, преобразователь пилообразного напряжения в синусоидально и компрессионный усилитель и последовательно соединенные согласующий уси литель и измеритель уровня вибрации, выход которого соедийен с управляющим входом компрессионного усилителя з .

Недостатками известного устройств являются значительная нестабильность частоты выходного сигнала, составляющая не менее 2%, и низкая точность установки частоты, лежащая в преде-г лах 1%, что затрудняет определение собственных частот изделий с высокодобротным механическим резонансом. Кроме того, устройство не позволяет осуществлять регулировку частоты в современных, управляемых ЭВМ виброиспытательных системах.

Цель изобретения.- повьшение стабильности и точности частоты.

Поставленная цель достигается тем что устройство для управления частотой колебаний вибростенда, содержаще последовательно соединенные блок переключения пол5 риости интегратор, преобразователь пилообразного напряжения в синусоидальное и компрессионный усилитель и последовательно со

единенные согласующий усилитель и измеритель уровня вибрации, выход которого соединен с управляющим входом компрессионного усилителя, и генератор, снабжено соединенными последовательно с генератором импульсов управляемым делителем частоты и преобразователем частоты в напряжение, выход которого подключен к входу блока пере ключения полярности, управляющий вход которого соединен с вторым выходом управляемого делителя частоты.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устрюйство для управления частотой колебаний вибростенда содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, управляекый кодом делитель 2 частоты, преобразователь 3 частоты в напряжение, блок 4 переключения по лярности, управляющий вход которого соединен с вторяаии выходом делителя 2, интегратор 5, преобразователь 6 пилообразного напряжения в синусоидальное компрессионный усилитель 7 и подвглюченные к его управлякяцему входу последовательно соединенные согласующий усилитель 8 и измеритель 9 уровня вибрации.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы генератора 1 поступают на вход управляемого) делителя 2 частоты, частота импульсов на обоих выходах которого определяется кодом, подаваемым на управляющие входы делителя, и может изменяться в ашроких пределах с малой дискретностью. На первом выходе делителя 2 образуется I первая импульсная последовательность с частотой большей и кратной частоте ,выходного сигнала устройства, которая поступает на вход преобразователя 3 частоты в напряжение. На выходе преобразователя имеет место постоянное напряжение пропорциональное частоте, которое через блок 4 переключения полярности подается на интегратор 5. На втором выходе делителя 2 образуется вторая импульсная последовательность с частотой, равной удвоенной частоте сигнала на первом выходе делитеЛя, которая используется для управления блоком 4 переключения полярности, осуществляющим инвертирование напряжения преобразователя 3. К интегратору 5 поочередно подключаются прямой и инверсный сигналы, а моменты их подключения задаются импульсами, второй импульсной последовательности дедгителя 2. В результате-на выходе интегратора 5 образуется двуполярное пилообразное напряжение с постоянной амплитудой и частотой, oпpeдeляe aлvш значением кода на управляющем входе делителя 2. Преобразователь б формирует из пилообразного напряжения синусоидальный сигнал, который используется; пройдя усилитель 7, для возбуждения механических колебаний вибростенда. Сигнал обратной связи, поступающий с установленного на вибростенде вибропреобразователя (не показаны),усиливается согласующим усилителем 8 и преобразуется мерителем 9 уровня вибрации в постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход компрессионного усилителя 7, автоматиче.ски поддержи вая заданной уровень вибрации.

Стабильность частоты выходного сигнала устройства определяется стабильностью частоты кварцевого генератрра 1 импульсов, порядок которой

10 -10. Точность установки частоты зависит от ширины частотного диапазона и частоты генератора 1. При частоте генератора 1-20 мГц относительная дискретность пер.естройки частоты выходного сигнала устройства в диапазоне 1-5 кГц равна 0,1%. Автоматическая развертка и установка частоты осуществляется программой ЭВМ, изменяющей код на управляющих входах

делителя 2.

Использование устройства обеспечит высокую стабильность и точность частоты возбуждения вибростенда, а также программную развертку частоты

по любому специальному закону.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ КОЛЕБАНИЙ ВИБРОСТЕНДА, содержащее последовательно соединные блок переключения полярности, интегратор, преобразователь пилообразного напряжения в синусоидальное и компрессионный усилитель и последов.ательмо соединенные согласующий усилитель и измеритель уровня вибраций, выход которого соединен с управляющим входом компрессионного усилителя, и генератор, тличаюm е е с я тем, что, с целью повышения стабильности и точности частоты, оно снабжено соединенными последовательно с генератором импульсов управляе1 «л делителем частоты и преобразователем частоты в напряжение, выход которого подключен к входу блока переключения полярности, управляю-( щий вход которого соединен с вторым (Л выходом управляемого делителя частоты.