Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме Советский патент 1986 года по МПК G01M7/00 

батальном контуре возникают колебания, если вибродатчик 1 работает в режи:ме виброметра или акселерометра. Регулирование амплитудой нагружения объекта 2 происходит в результате изменения сигнала, поступающего с выхода программатора 11 .Для возбуждения автоколебаний в случае, когда вибродатчик 1 работает в режиме ве- лосиметра, переключатель 19 устанавливают во второе положение,. В этом случае автоколебательный контур обИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме.

Цель изобретения - расширение эк- сплуатационньш возможностей путем обеспечения возможности работы устройства с вибродатчиками любого типа,

Ка фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства с вибродатчиком, работающим в режиме виброметра или акселерометра, на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства с вибродатчикон, работающим в режиме велосиметра.

Устройство содержит автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик 1, установленный на изделии 2, предваритель- ньй усилитель 3, нелинейный элемент 4 реверсивный мостовой переключатель 5, перн1ый интегратор 6, усилитель 7 мощности и вибровозбудитель 8, и контур регулирования уровня возбуждения, включающий последовательно соединенный измерительный элемент 9, подключенный к выходу предварительного уси- 3, блок 10 сравнения, к второму входу которого подключен программатор 11, второй интегратор 12 и первый преобразователь 13 напряжения в разнонаправленные токи, выход которого подключен к -входу реверсивного переключателя 5, Устройство содержит вто)ой преобразователь 14 напряжения

разуют элементы 1, 3, 4, 5 и 6, выпрямитель 15, резисторы 16 и 17, сумматор 18, переключатель 19, усилитель 7 и вибропреобразователь 8. В результате суммирования сумматором 18 сигналов с учетом инвертирования на его выходе формируется сигнал, который в установившемся режиме сдвинут по фазе на 90 , поэтому в автоколебательном контуре воз- никают устойчивые колебания. 3 ил,

5

, , 35

20

30

в разнонаправленные токи, вход которого подключен к выходу программатора 11, двухполупериодный выпрямитель 15, вход которого подключен к выходу первого интегратора 6, два масштабных резистора 16 и 17, включенных между вь1ходами двухполупериодного выпрямителя 15 и второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, сумматор 18, входы которого подключены к выходам второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, двухпозиционный переключатель 19, общий контакт которого соединен с входом yc шитeля 7 мощности, а коммутируемые контакты подключены соответственно к выходам первого интегратора 6 и сумматора 18, и управляемый ключ 20, сигнальный вход которого соединен с одним из выходов второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, выход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента 4,

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в.автоколебательном контуре возникают автоколебания, если вибродатчик 1 работает в режиме виброметра (измеряет перемещение испытуемого изделия 2) либо в режиме акселерометра измеряет ускорение испытуемого изделия 2 Частота автоколебаний в контуре тем ближе к собственной частоте испытуемого изделия, чем меньше инерцион

ность элементов, входящих в состав автоколебательного контура.

Амплитуда колебаний испытуемого изделия 2 зависит как от свойств испытуемого изделия 2 и величин нерегулируемых коэффициентов передач узлов, входящих в состав автоколебательной системы, так и от величины сигнала, поступающего с выхода второго интегратора 12 через преобразователь 13 напряжения в разнонаправленные токи, реверсивный переключатель 5, первый интегратор 6 на вход вибровозбудителя 8.

Временные диаграммы (фиг. 2) показывают, что реверсивный переключатель 5 работает синфазно с переключениями нелинейного элемента 4 с релейной характеристикой, обеспечивая поочередное поключение входа первого интегратора 6 к выходам преобразователя 13, преобраз.ующего напряжения с выхода второго интегратора 12 в разнонаправленные токи одинаковой величины. При установлении равенства сигналов, поступающих с выходов измерительного элемента 9 и программатора 11, сигнал на входе второго интегратора 12 оказывается равным нулю. При этом на входе вибровозбуди- теля 8 устанавливается сигнал, обеспечивающий необходимую установку амплитуды нагружения испытуемого изделия 2 на данной ступени программы. Регулирование амплитудой нагружения испытуемого изделия 2 в соответствии с программой происходит в результате изменения сигнала, поступающего с выхода программатора 11.

Для возбуждения автоколебаний в случае, когда вибродатчик 1 работает в режиме велосиметра, измеряя скорость испытуемого изделия 2, необходимо подвижной контакт переключателя 19 установить во второе положение В этом случае автоколебательный контур будет образован последовательным соединением элементов 1, 3, 4, 5 и 6 выпрямителя 15, соединенного через резисторы 16 и 17 с сумматором 18, переключателя 19, усилителя 7 и вибровозбудителя 8. Временные диаграммы (фиг. 3) показывают, что поступающие на вход двухполупериодного выпрямителя 15 сигналы треугольной фор- мы преобразуются в треугольные сигна

лы и«

и

BHxis- J&biMS удвоенной час- ,тоты. К этим сигналам за счет связи

12459094

выходов выпрямителя 15 с выходом преобразователя 14 добавляется постоянная составляющая, пропорциональная уставке амплитуды нагружения на данной ступени программ. Соответству- ЮЕШЙ выбор величин сопротивлений масштабных резисторов 16 и 17 обеспечи

вает уменьшение амплитуды сигнала

и

/

6М)с

а ключ 20, управляемый сигналом с выхода нелинейного элемента 4, в течение полупериода колебаний ftbiv4 подключает масштабный резистор 16 к шине нулевого потенциала. В результате суммирования суммато- ром 18 сигналов U. , U gj,,y с учетом инвертирования формируется

сигнал и

ьы« 18

который в установивтельно и

сигналы U,

&Ы)4

Поэтому, когда синфазны

шемся режиме сдвинут по фазе относи- на 90

&ы)7 Е

(что характерно при измерении скорости испытуемого изделия), в указанном автоколебательном контуре возникают устойчивые автоколебания.

При переходе к следующей ступени программы нагружения, которая характеризуется, например, увеличением напряжения на выходе программатора 1 1, происходит пропорциональное увеличение сигналов на выходах преобразователя 14. Длительность процесса установления сигнала требуемой амплитуды на выходе первого интегратора 6 определяется инерционными свойствами испытуемого изделия 2. Указанный переходный процесс обуславливает кратковременное искажение формы сигнала на выходе сумматора 18, однако фазовые соотношения сигналов U

и

бЫУЛ

и

еыч 4 в

даже в переходном процессе

не нарушаются.

Таким образом, введение элементов 14-19 позволяет образовать автоколебательный контур, в котором фазовые соотношения обеспечивают условия существования автоколебаний и в случае, когда вибродатчик 1 измеряет скорость испытуемого изделия 2. Отсутствие фазовых искажений в выходном канале датчика скорости позволяет максимально приблизить частоту автоколебаний в контуре к собственной частоте испытуемого изделия, что важно, например, при решении задач неразрушающего контроля изделий по частотам их собственных колебаний. В результате предлагаемое устройство может быть использовано для расширенного круга задач, т.е. повышается унивб .рсальность устройства,

Фор мула изобретения

Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик, установленный ка изделии, предварительный усилитель, нелинейный элемент, реверсивный мостовой переключатель, первьш

интегратор, усилитель мощности и вибровозбудитель, и контур регулирования уровня возбуждения, включающий последовательно соединенные измерительный элемент, подключенный к выходу предварительного усилителя,

блок сравнения, к второму входу которого подключен программатор, второй интегратор и преобразователь напряжения в разнонаправленные токи,

выход которого подключен к входу реверсивного переключателя, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возмож0

5

0

5

ностей путем обеспечения возможности работы устройства с вибродатчиками любого типа, оно снабжено вторым преобразователем напряжения в разнонаправленные токи, вход которого подключен к выходу программатора, двух- полупериодным выпрямителем, вход которого подключен к выходу первого интегратора, двумя масштабными резисторами, включенными между выходами двухполупериодаого выпрямителя и второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, сумматором, входы которого подключены к выходам второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, двухпозиционными переключателем, общий контакт которого соединен с входом усилителя мощности, а коммутируемые контакты подключены соответственно к выходам первого интегратора и сумматора, и управляемым ключом, сигнальный вход которого соединен с одним из выходов второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, выход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента.

Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур и контур регулирования уровня возбуждения, снабжено вторым преобразователем 14 напряжения в разнонаправленные токи, двумя полупериод- ными выпрямителями 15, двумя масштабными резисторами 16 и 17, сумматором 18, двухпозиционным переключателем 19 и управляемым ключом 20. При включении устройства в автоколес $S N9 4ib СЛ СО о со

ewx.7 вь/х.3

WflWA.

вы.Э

hlK.11

вмх.Ю

выи.П 8ыя.5

till

Фиг.2

Редактор А.Козориз

Составитель В.Пастуший

Техред О.Сопко Корректор .Демчик

аказ 3988/32Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, «г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.Ъ