Изобретение относится к устройствам для определения модуля упругости и коэффициента поглощения свободных колебаний к испытуемых образцах, например в бетонных, или R элементах конструкций.
Обычно применяемые устройства того же назначения, вк.;1ючающие в себя электродинамический вибратор, генератор звуковой частоты с усилителем мощности, катодный осциллограф со ждунюй развергкой, контрольный датчик, закрепляемый на исследуемом элементе и включенный на вход указанного осциллографа, не обеспечивают постоянной начальной амплитуды свободных затухаюн1,их колебаний.
Для устранения этого недостатка в описываемом устройстве применен импульсный генератор с триггернбй спусковой схемой и катодпым повторителем, обеспечивающий синхроиизацию запуска ждущей развертки осциллографа с моментом прекращения питания вибратора и тем самым постоянную начальную амплитуду свободных затухающих ко,аебаний.
На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2-его принципиальная электрическая схема; на фиг. 3-конструкция пьезометрического приемника колебаний.
Как видно из схемы на фиг. 1, испытываемый бетонный образец / приводится в колебательное движение за счет энергии, подводимой к нему через воздушиую среду от электродинамического возбудите, 2 колебаний, который питается от звукового импульсного генератора 3 с выходным усилителем мощности 4. Механические колебания бетонного образца / воспринимаются пьезоэлектрическим приемни1СОМ 5 и направляются на вход вертикального отклонения луча осциллографа б. Изменением частоты в звуковых импульсах, поступакпцих
,N 119003
;a возбудитель 2, находится резонансная частота испытываемого образца. Собственная,;, частота колебаний основного тона определяется по максимальной амплитуде вертикального отклонения луча. Значение чар-щ-8Щ:Нитй1(Рся ао лимбу, имеющемуся на передней, панели прибора. Чщ4Ю;,;1териодов в каждом импульсе звуковой частоты, поступающемна -Электродинамический возбудитель, приблизительно равное 25 в секупд), достаточно для .возбуждения механических резонансных колебаний максимальной амллитуды, а отрезки времени между импульсами достаточны для затухания амплитуды свободных колебаний в несколько раз.
Со звукового импульсного генератора 3 в моменты, соответствующие прекращению действия импульса, выдается синхронизирующий сигнал на запуск ждущей развертки луча осциллографа 6, в результате чего на его экране изобрал ается осциллограмма затухающих собственных колебаний испытываемого образца. Частота следования звуковых импульсов (до 25 в сек.) вполне достаточна для того, чтобы на экране осциллографа получить яркую стабильную осциллограмму и обработать ее непосредственно или сфотографировать в случае необходимости.
Импульсы звуковой частоты, поступающие на возбудитель 2 колебания не содерл ат участков нарастания и затухания амплитуды, что обеспечивает полную стабилизацию осциллограмм затухающих свободных колебаний испытываемого элемента, так как позволяет четко синхронизировать начало горизонтальной развертки с моментом прекращения действия возбуждающих колебаний и, кроме того, дает постоянную начальную амплитуду свободных затухающих колебаний.
Измерительный звуковой R-С генератор 7 собран по схеме серийного прибора. Выходной усилитель мощности 4-двухтактный, без корректирующих устройств (так от него не требуется особой линейности по частоте и допускается некоторое искажение формы сигнала при работе с полной нагрузкой).
Импульсный генератор 3 служит для вырабатывания зондирующих импульсов, подаваемых на предварительный каскад усилителя мощности.
Действие его состоит в следующем (см. фиг. 2).
Накопительный конденсатор Cig, включенный в анодное питание тиратрона Лд, заряжается через сопротивление Кг и нотенциометр КзлПо истечении времени, определяемого параметрами Rsi, Кзз и Cis, и Б зависимости от потенциала запирающего напряжения, подаваемого с потенциометра RQ, происходит зажигание тиратрона Лд. Вследствие этого накопительный конденсатор Cig разряжается, потенциал на основе тиратрона снижается, и тиратрон гаснет. Затем процесс повторяется снова. Кроме постоянного отрицательного смещения, на сетку тиратрона подается от измерительного звукового генератора пульсирующее напряжение с частотой-, которая была установлена как резонансная для данного испытываемого образца. Подача этого пульсирующего напряжения на запирающую сетку тиратрона обеспечивает его зажигания постоянно в одной и той же фазе колебаний.
Электрические нмпульсы, вырабатываемые расомотревным релаксационным генератором с частотой повторения 50 импулысов в сек., подаются через конденсатор Ci и два полупроводниковых диода на спусковую триггерную схему, собранную на комбинированной лампе ЛвТриггер на каждые два сигнала релаксационного генератора вырабатывает один прямоугольный импульс, по продолжительности равный периоду между двумя прищедшнми сигналами. Далее прямоугольные импульсы проходят через катодный тювт ритель, собранный на лравой половине лампы Лт, после которого средний потенциал импульсов снижается за счет накладывания постоянной отрицательной составляющей от выпрямителя через делитель напряжения 2о и Затем импульсы нормализуются на диодном ограничителе, собранном на второй половине лампы Лт- Прямоугольные отрицательные импульсы напряжения поступают на сетку лампы //з (предварительный каскад усилителя мощности) и запирают последнюю, прекращая тем самым подачу колеба«нй ка выходные клеммы. Эти импульсы имеют заданную продолжительность. При частоте повторения, равной 25 импульсам в сек., их продолжительность составляет 0,02 сек.; начало каждого импульса точно синхронизировано с определенной фазой колеба-ний измерительного звукового генератора.
С сетки левого триода триггера Л, через конденсатор Cjs на выход синхронизаци1и ждущей развертки осциллографа выдаются острые положительные импульсы. Эти импульсы направляются на внещний запуск осциллографа и обеспечивают запуск ждущей развертки луча в момент ПОСЫЛ1КИ запирающего импульса на выходной усилитель.
Лампа Л представляет собой катодный иовторитель, разделяющий измерительный звуковой генератор и усилитель мощносгти. Этот катодный повторитель обеспечивает полное прекращение подачи электрических колебаний на выход прибора при поступлении отрицательного имяульса на сетку лампы Лз.
Возбудитель 2 колебаний представляет собой обычный динамический громкоговоритель, укрепленный на стенде с перемещающи мися опорами для уатановки образцов.
Пьезоэлектрический приемник 5 (фиг. 2) состоит из чувствительного элемента в виде пластинки сегнетовой соли 8 с сейсмической массой 9, закрепленной консольно на основании из органического стекла 10. Датчик задемпфирован с помощью войлочных прокладок 11. Тщательным демпфированием чувствительного элемента датчика достигается то, что он работает по существу как периодический. Это особенно необходимо при исследовании коэффициента поглощения по способу свободных зааухающих колебаний. Для предохранения от механических повреждений весь приемник помещен в металлический кожух 12. В процессе испытаний основание приемника присоединяется к той поверхности колеблющегося элемента, которая расположена перпендикулярно к плоскости изгибных колебаний.
Предмет изобретения
Устройство для определения модуля упругости и коэффициента поглощения свободных колебаний в испытуемых образцах, например в бетонных, или в элементах конструкций, включающее в себя электродинамический вибратор, генератор звуковой частоты с усилителем мощности, катодный осциллограф со ждущей разверткой, контрольный датчик, закрепляемый на исследуемом элементе и включенный на вход указанного осциллографа, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянной начальной ампли.тзды свободных затухающих колебаний, в нем применен импульсный генератор с триггеркой спусковой схемой и катодным повторителем, синхронизирующий запуск ждущей развертки осциллографа с моментом прекращения питания вибратора.
- 3 -№ 119003
/:
, а .-v|/vl l l.lL.,,i...ii ,.||„ ;,
1 s - - ; , о . - , . -
; -Бетонишй. элемент .: .
а.
npUB-fltiUK
колв&и ш
о о 4 ft
Возбудиглало нолеоаний.
Qi la
«N
&
- - i- sB /f
il
r г r
У/////////////////////////////////Л Фиг. 3
