Устройство для испытаний изделий на резонансной частоте Советский патент 1985 года по МПК G01N7/00 

1

Изобретение относится к испытаельной технике и может быть использовано для контроля качества издеий или определения характеристик зделий по значениям частот их резонансных колебаний.

Известна установка килогерцевоо диапазона для автоматического изерения логарифмического декремента и модуля Юнга в образцах цииндрической формы при возбуждении в них резонансных изгйбных колебаний основного тона, состоящая из усилителя, блока автоматической регулировки усиления, возбуждающего и приемного злектромагнитных преоб-, разователей, дискриминатора, частотомера, осциллографа, измерительного усилителя, самописца и стрелочного индикатора измеряемой амплитуы D.

Недостаток установки заключается в сравнительной сложности, позволяющей применять ее лишь для лабораторных испытаний.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для испытаний изделий на резонансной частоте, содержащее выходной электромеханический преобразователь, входной мехаоэлектрический преобразователь, нелинейный

элемент, интегратор и реверсивный мостовой перекл1очатель, у которого одна диагональ включена между выходом нелинейного элемента и входом интегратора, а другая диагональ подключена к выходам преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, вход которого присоединен к выходу источника питающего напряжения Д .

Недостатком данного устройства является то, что о попадании значений частоты в заданные границы оператор может судить в результате сопоставления измеряемых частиц с заданными граничными, вследствие

чего снижается достоверность контроля и затрудняется автоматизация испытаний, в том числе в полевых условиях.

Цель изобретения - автоматизация испытаний, в том числе в полевых условиях, путем обеспечения допускового контроля по значениям частот резонансньк колебаний испытуемых изделий.

158882 -2

Указанная цель достигается тем, что в устройство для испытаний изделий на резонансной частоте, содержащее выходной электромеханический

5 преобразователь, входной механоэлектрический преобразователь, нелинейный элемент, интегратор и реверсивный мостовой переключатель, у которого одна диагональ включена

10 между выходом нелинейного элемента и входом интегратора, а другая диагональ подключена к выходам преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, вход которого при)5 соединен к выходу источника питающего напряжения, введены два компа- ратора, первые входы которых соединены с выходом интегратора, а вторые входы соединены с вторым и тре2Q тьим вьрсрдами источника питающего напряжения, дифференцирующая цепь, вход которой соединен с выходом нелинейного элемента, схема И-НЕ, входы которой соединены с выходами

25 компараторов и выходом дифференцирующей депи, ; триггер, у которого счетный вход соединен с выходом . схемы И-НЕ, а установочный вход подключен к выходу нелинейного элеменJ- та, индикатор попадания в заданный диапазон значений резонансных частот, подключенный к выходу тригге , ра. , ,

На фиг. -1 представлена структур ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу отдельных блоков устройства.

Устройство для испытаний изделий на резонансной частоте содержит

выходной электромеханический преобразователь 1 , входной механозлектрический преобразователь 2, нелинейный элемент 3 с релейной характёристикой, интеграторА, реверсивный мостовой переключатель 5, у которОго одна диагональ включена между выходом нелинейного элемента 3 и входом интегратора 4, а другая диагрналь подключена к выходам преобразователя 6 напряжения в разнонаправленные токи, который присоединен к; вькоду источника 7 питающего напряжёния, два компаратора 8 и 9, первые входы которых соединены с выходом интегратора 4, а вторые входы соединены с вторым и третьим выходами источника 7 питающего напряже3 1 ния, дифференцирующую цепь Ш вход которой соединен с вьпкодом нелинейного элемента 3, схему И-НЕ 11, входы которой соединены с выхода|Аи компараторов 8 и 9 и выходом дифференцрующей цепи 10, триггер 12, у которого счетный вход соединен с выходом схемы И-НЕ 11, а установочный вход подключен к выходу нелинейного элемента 3, и индикатор 13 попадает в 13 попадания в заданный диапазон значений резонансных частот, подключенный к выходу триггера 12.

Устройство работает следующим , образом..

Перед включением устройства к испытуемому изделию подсоединяют преобразователи 1 2, в результате чего образуется замкн гтый автоколебательный контур из блоков 1-5 и изделия. При включении устройства в этом автоколебательном контуре возникают колебания с частотой, определяемой резонансной частотой основного тона испытуемого изделия. Амплитуда колебаний испытуемого изделия зависит как от его свойств, так и от величины сигнала с выхода интегратора 4, который преобразователем 1 преобразуется в усилие, прикладьгеаемое к изделию. Амплитуда треугольного сигнала на выходе интегратора 4 определяется величинами токов, поступайщих через переключатель 5. Реверсивный мостовой переключатель 5 работает синфазнр с переключениями нелинейного .элемента 3, обеспечивая поочередное подключение входа интегратора 4 к выходам преобразователя 6, преобразующего напряжение с выхода источника 7 в разнонаправленные токи одинаковой величины. Пе ред началом испытаний различных типов изделий, которые характеризуются различными значениями резонансных частот основного тона, производят .настройку устройства на. определенную амплитуду U сигнала на выходе интегратора 4. Указанная настройка обеспечивается регулировкой напряжения Ug (фиг..2) При этом при неизменной величине и определенному уровню напряжения Uj соответствует свое значение частоты 4 колебания в автоколёбателыгом контуре устройства. После настройки можно проводить допуске88824

вой контроль по значениям резонансных частот основного тона испытуемых изделий. Например, требуется отсортировать изделие, у которого

5 указанные частоты отличаются не более на J:20% от значения f . В этом случае к входу первого компаратора 8 прикладывается напряжение U, (1-0,20) и, , а к входу компаратора 9 - напряжение Ug, (1 +

+ 0,20) Щ- . Если у испытуемых изделий резонансные частоты основного тона не отличаются более чем на .±20% от значения f, , то, следовательно, амплитуда U сигналов на выходе интегратора 4 находится в пределах Ь 4 Тогда за Счет. поступления на входы схемы И-НЕ 11 сигналов, вид которых показан на

20 фиг, 3, на выходе схемы 11 формируется уровень О. Этим сигналом в О устанавливается триггер 12, что вызывает высвечивание индикатора 13 попадания в заданный диапазон

5 значений резонансных частот. В сое-. тоянйе 1 триггер 12 .переводится сигналом отрицательной полярности с выхода нелинейного элемента 3, поступающим на установочный вход

0 триггера. В результате к индикатору 13 прикладываются импульсы с частотой, совпадающей с резонансной частотой испытуемого изделия. При включении в автоколебательный

, контур испытуемого изделия, у которого резонансная частота основного-, тона меньше значения ff на 20% и более, на выходе интегратора 4 формируются сигналы с амплитудой, превышающей величину Uj . Поэтому на выходе компаратора 9 формируются уровни О и, следовательно, на выходе схемы IT будет 1 (также как . и на выходе триггера 12) . В резуль-г тате индикатор 13 высвечиваться не

будет. Если в автоколебательный контур включается изделие, у которого резонансная частота основного тона больше значения f, на 20% и более, то на выходе интегратора 4

формируются треугольные импульсы с амплитудой, меньшей величины U. Поэтому на .выходе первого компаратора 8 будет уровень, близкий по уровню к О,и, /следовательно,

5 на выходе схемы 11 будет 1 (также как и на выходе триггера 12). В результате индикатор 13 высвечиваться не будет.

РСНОВНЫМ преимуществом изобретения является то, что о значении резонансной частоты основного тона испытуемого изделия можно судить ,по амйпитуде сигнала на выходе интегратора 4. При превьппении резонанс ными частотами заданных отклонений амплитуда сигнала на выходе интег- i

ратора 4 также выходит из заданных Границ, что вьивляется первым и вторым компараторами. Поэтому допусковой контроль по значениям частот резонансных колебаний основного тона можно проводить без использования измерительной частоты и временных интервалов.

УСТРС СТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ . ИЗДЕЛИЙ НА РЕЗОЙАИСНОЙ ЧАСТОТЕ, содержащее выходной электромеканический преобразователь, вкодной механоэлектрическйй преобразователь, нелинейный элемент, интегратор к реверсивный мостовой переключатель, у которого одна диагональ включена ttexfsy рыходом нелинейного элемента и входом интегратора, а другая диагональ подключена к выходам преобра зователя напряжения в разнонаправ ленные токи, вход которого присоединен к выходу источника питающего напряжения, отличающее-, с я тем, что, с .целью автоматизации испытаний, в том числе в полевых -условиях, путем обеспечения допускового контроля по значениям iчастот резонансных колебаний испы- туемых изделий, э устройство-введены Два компаратора, первые входы которых соединены с выходом интегратора, а вторые входы соединены с вторым и третьим выходами источника питающего напряжения, дифференцирующая цепь, вход которой соедиW нён с выходом нелинейного элемента, схема И-НЕ, входы которой соединены с выходами компараторов и выходом дифференцирующей цепи, триггер, у которого счетный вход соедяяен с выходом схемы Й-НЕ, а установочный вход подключён к выходу нелинейного элемента, индикатор попадания в заданныйДиапазон значений сд нанснвсс частот, подключенный к вы00 ходу тригге1ра. эо 00 0