Устройство для определения боковой чувствительности датчиков вибрационных и линейных ускорений Советский патент 1987 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к вибрационным установкам для определения метрологических характеристик датчиков вибрационных и ударных ускорений, и может быть использовано в машиностроении и приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности построения диаграммы боковой чувствительности

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений в различных точках схемы.

to

через блок 29 извлечения квадратно корня соединен с первым фазовым де тектором 30, второй вход через уси литель-ограничитель 27 соединен с ходом согласующего усилителя 9, вы первого фазового детектора соедине с первым входом второго фазового д тектора 31, второй вход которого ч рез усилитель-ограничитель 28 соед нен с первым выходом квадратурного генератора.

Работа устройства заключается в следующем.

Задающий генератор вырабатывает

Устройство содержит задающий гене- синусоидальный сигнал на частоте.

20

25

ратор 1, квадратурный генератор 2, два балансных модулятора 3 и 4, двухстепенной вибростенд 5, датчики 6 и 7 по осям X и Y, датчик 8 по ос и Z, согласуюпще усилители 9, 10, 11 по осям X, Y, Z и соответствующие им детекторы 12, 13 и 14 огибающих, сравнивающие устройства 15 и 16, регулируемые усилители 17, 18, детекторы 19 и 20 огибающих балансно-моду- лированных сигналов 19, 20, перемножители 21, 22, регистратор 23, блок 32 восстановления формы сигнала, содержацщй квадраторы 24, 25, сумматор 26, усилители-ограничители 27, 28, блок 29 извлечения квадратного корня, фазовые детекторы 30, 31.

Задающий генератор 1 через балансные модуляторы 3, 4 и регулируемые усилители 17, 18 соединен с входами 35 ( и Y вибростенда 5, квадратурный генератор 2 подключен к модуляционным входам балансных модуляторов и параллельно с первыми входами перемножителей 21, 22, вторые входы которых соединены с выходом детектора 14, огибающей, включенного через согласующий усилитель 11 с датчиком 8, а выходы перемножителей соединены с

30

40

которой должен колебаться подвижный стол вибростенда и сниматься диаграмма боковой чувствительности датчи ка 8. Квадратурный генератор 2 вырабатывает синусоидальный инфранизко- частотный сигнал с частотой F (порядка 0,01-0,02 Гц), с которой должен вращаться вектор колебаний платформы в ибростенда 5. Для осуществления такого режима на входы X и Y вибростенда сигналы возбуждения от генератора подаются через балансные модуляторы 3 и 4, промодулированные сдвину7Ъ ми на 90° сигналами с квадратурного генератора 2. Установлен- ньй на подвижном столе вибростенда датчик 8 по оси Z подвергается воздействию синусоидального ускорения, вектор которого медленно вращается с чистотой F вокруг рабочей оси датчика на угол 360°. Снимаемый с датчика сигнал через детектор огибающей управляет работой перемножителей 21, 22, на вторые входы которых поданы сигналы с выходов квадратурного генератора. В результате этого на входы X и Y регистратора поступают инфранизкочастотные напряжения, пропорциональные составляющим

входами X и Y регистратора 23. Датчи- боковой чувствительности датчика по

ки 6 и 7 по осям X и Y соединены через согласующие усилители 9 и 10 и детекторы 12, 13 огибающих с первыми входами сравниваюпщх устройств 16, 15, вторые входы которых через детекторы 19 и 20 огибающих подключены к выходам балансных модуляторов, а выходы сравнивающих устройств соединены с управляющими входами регулиосям X, Y в функции от угла поворота вектора колебания вибростенда. Для стабилизации амплитуды вращающегося вектора по каждой из осей X, 50 Y вводится обратная связь. Для этого сигнал с выхода балансного модулятора 3 через детектор 19 огибающей поступает на первый вход сравнивающего устройства 15, а сигнал

руемых усилителей. С выходов согласу-55 обратной связи с датчика 7 через юпщх устройств 9, 10 сигналы посту- согласукяций усилитель 10 и детектор пают на входы сумматора 26 через 13 огибающей поступает на второй квадраторы 24 и 25, выход-сумматора вход сравнивающего устройства, вы

через блок 29 извлечения квадратного корня соединен с первым фазовым детектором 30, второй вход через усилитель-ограничитель 27 соединен с выходом согласующего усилителя 9, выход первого фазового детектора соединен с первым входом второго фазового детектора 31, второй вход которого через усилитель-ограничитель 28 соединен с первым выходом квадратурного генератора.

Работа устройства заключается в следующем.

Задающий генератор вырабатывает

синусоидальный сигнал на частоте.

0

5

5

0

0

которой должен колебаться подвижный стол вибростенда и сниматься диаграмма боковой чувствительности датчика 8. Квадратурный генератор 2 вырабатывает синусоидальный инфранизко- частотный сигнал с частотой F (порядка 0,01-0,02 Гц), с которой должен вращаться вектор колебаний платформы в ибростенда 5. Для осуществления такого режима на входы X и Y вибростенда сигналы возбуждения от генератора подаются через балансные модуляторы 3 и 4, промодулированные сдвину7Ъ ми на 90° сигналами с квадратурного генератора 2. Установлен- ньй на подвижном столе вибростенда датчик 8 по оси Z подвергается воздействию синусоидального ускорения, вектор которого медленно вращается с чистотой F вокруг рабочей оси датчика на угол 360°. Снимаемый с датчика сигнал через детектор огибающей управляет работой перемножителей 21, 22, на вторые входы которых поданы сигналы с выходов квадратурного генератора. В результате этого на входы X и Y регистратора поступают инфранизкочастотные напряжения, пропорциональные составляющим

боковой чувствительности датчика по

осям X, Y в функции от угла поворота вектора колебания вибростенда. Для стабилизации амплитуды вращающегося вектора по каждой из осей X, Y вводится обратная связь. Для этого сигнал с выхода балансного модулятора 3 через детектор 19 огибающей поступает на первый вход сравнивающего устройства 15, а сигнал

ход сравнивающего устройства соединен с управляюищм входом регулируемого усилителя 17, который включен между балансным модулятором и вибростендом. По оси X управление осуществляется идентично.

Для восстановления формы возбуждающего сигнала выходы согласующих усилителей 9 и 10 соединены с входами сумматора 26, выход через блок 29 извлечения квадратного корня соединен с сигнальным входом первого фазового детектора 30, вход управления которого через усилитель-ограничитель 27 соединен с выходом согласующего усилителя 9. Чтобы исключить переворот фазы восстанавливаемого сигнала в момент перехода напряжения квадратурного генератора через ноль, выход первого фазового детектора соединен с сигнальным входом второго фазового детектора 31, на вход управления которого поступает сигнал от квадратурного генератора через усилитель-ограничитель 28

Восстановленный сигнал после второго фазового детектора поступает на внешние контрольные приборы, как, например, электронный осциллограф, измеритель нелинейных искажений и т.п. Благодаря этому осуществляется непрерывный контроль аналоговой формы вектора возбуждающего виброускорения и возможные искажения (ампли- тудные, нелинейные) могут быть измерены и учтены при обработке результатов снятия диаграммы боковой чувствительности вибродатчиков.

При технической реализации уст- ройства все ниже перечисленные блоки выполнены на аналоговых перемножителях типа 525ПС2, а именно: балансные модуляторы, перемножители, квадраторы, фазовые детекторы и блок извлечения квадратного корня.

Формула изобретения

Устройство для определения боко- вой чувствительности датчиков вибрационных и линейных ускорений, содержащее задающий генератор, два балансных модулятора, два перемножителя, двухстепенной вибростенд, ре- гистратор, установленный на столе вибростенда датчик ускорений, ось чувствительности которого перпендикулярна плоскости возможных перемеfO

15

20

25

901874

щений стола вибростенда, и квадратурный генератор с двумя выходами сигнал с второго выхода которого сдвинут по фазе на 90° относительно, сигнала с первого выхода, причем выход задающего генератора соединен с первыми выходами балансных модуляторов, выходы которых соединены с входами вибростенда, а вторые входы - с выходами квадратурного генератора и с первыми входами перемножителей, вторые входы которых соединены с выходом датчика, а выходы - с входами регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности построения диаграммы боковой чувствительности, в него введены пять детекторов огибающей, два регулируемых усилителя, два устройства сравнения, три согласующих усилителя, два квадратора, два усилителя-ограничителя, два фазовых детектора, сумматор блок извлечения квадратного корня и два установленных на столе вибростеда дополнительных датчика ускорений оси чувствительности которых перпедикулярны между собой и расположены в плоскости возможных перемещений стола вибростенда, при этом выходы первого и второго балансных модулятров соединены соответственно с входами первого и второго детекторов огибающей и с первыми входами первого и второго регулируемых усилителей, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго устройств сравнения соответственно, соединенных первыми входами с выходами первого и второго детекторов огибающей соответственно, а вторыми входами последовательно через первый и второй согласующие усилители и третий и четвертый детекторы огибающей - соответственно с выходами дополнительных датчиков, выход основного датчика через последовательно соединенные третий согласующий усилитель и пятый детектор огибающей соединен с вторыми входами перемножителей, выходы первого и второго согласующих усилителей через квадраторы соединены с входами сумматора, соединенного через устройство извлечения квадратного корня с первым входом первого фазового детектора, вторым входом через первый усилитель-ограничитель соединенного с выходом второго согласующего усилителя, а выходом - с первь пм входом

512901876

второго фазового детектора, второй ограничитель соединен с первым вько- вход которого через второй усилитель- дом квадратурного генератора.

/

. /WVWYVYVWYVWWW,,

Г1Г1ГаГ1Г1ГиЪГ1Г11

Изобретен1 е относится к испытательной технике. Цель изобретения - повьшение точности построения диаграммы боковой чувствительности. Установленный на подвижном столе вибростенда 5 датчик 8 через детектор 14 огибающей управляет работой перемножителей 21 и 22, на вторые входы которых подаются сигналы с выходов квадратурного генератора 2. В результате на выходы X и Y регист- ратора 2 поступают инфранизкочастот- ные напряжения, пропорциональные составляющим чувствительности -датчика 8 по осям X и Y в функции от угла поворота вектора колебания вибростенда 5. Для стабилизации амплитуды вращающегося вектора по каждой из осей X и Y вводится обратная связь. Дпя восстановления формы возбуждающего сигнала выходы согласующих усилителей 9 и 10 соединены с входами сумматора 26, выходы которого через блок 29 извлечения квадратного корня соединены с сигнальным входом фазового детектора 30, вход управления которого через усилитель-ограничитель 27 соединен с выходом согласующего усилителя 9. Восстановленный сигнал, пройдя детектор 31, поступает на приборы, осу- ществляю1цие контроль аналоговой формы вектора возбуждающего виброускорения. 2 ил. I (Л to со 00 ы сриг.{

Редактор М.Товтин

Составитель В.Пименов

Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи

Заказ 7894/40Тираж 777 Подписное

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 2