Устройство для динамических испытаний изделий Советский патент 1987 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при вибропрочностных ресурсных испытаниях и для исследования динамических характеристик объектов в машиностроении.

Целью изобретения является повышение качества испытаний за счет повышения точности измерения сдвига фазы колебаний испытуемого изделия относительно возбуждающей силы.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема подсоединения электродинамических вибраторов к контролируемо.му изделию.

Устройство (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, подключенный к его выходу кольцевой распределитель 2 импульсов, на выходах которого импульсы появляются в строгой очередности, многоканальный возбудитель нагрузки (не показан), каждый канал которого состоит из коммутатора 3, управляемого источника 4 питания, электродинамического вибратора 5 (фиг. 2) с обмотками 6 и 7 (фиг. Ч и 2) и якорем 8 (фиг. 2), вибродатчик 9, подключенный к его выходу из.меритель 10 а.мплитуды, выход которого соединен с управляющим входом ис- .точника 4 питания. Последовательно с обмотками 6 и 7 включены соответственно полупроводниковые управляемые триоды 11 и 12 (тиристоры). Одни концы обмоток 6 и 7 объединены и подключены к одному полюсу источника 4 питания, другие концы обмоток 6 и 7 через соответствующие управляемые триоды 11 и 12 подключены к второму полюсу источника 4 питания. Для шунтирования обратных напряжений на обмотках 6 и 7 к ним параллельно подключены цепочки из резисторов 13 и 14 и диодов 15 и 16. Для обеспечения коммутации триодов 11 и 12 к их входам подключен конденсатор 17. Для исключения разряда конденсатора 17 при питании от источника 4 последовательно с обмотками 6 и7 подключены диоды 18 и 19. Параллельно источнику 4 питания включен диод 20 в обратном направлении. Для нагружения испытуемого изделия 21 якорн 8 вибраторов 5 соединены с изделием 21 с помощью тяг 22 (фиг. 2).

Измеритель 23 фаз каждого из каналов (фиг. 1) возбуждения содержит ключ 24, счетчик 25, вход которого подключен к выходу ключа, формирователь 26 управляющих импульсов, подключенный выходом к запирающему входу ключа 24. Информационные входы ключей 24 всех каналов подключены к выходу задающего генератора 1, открывающие входы всех ключей 24 подключены к выходу первой ячейки кольцевого распределителя 2 импульсов, а входы формирователей 26 управляющих импульсов подключены к вибродатчику 9 соответствующего канала.

Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частоту следования которых устанавливает оператор. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход кольцевого распределителя 2 импульсов, на выходах которого в определенной последовательности появляются импульсы с частотой, меньщей, чем частота генератора 1 в число раз, равное числу выходов распределителя 2. Импульсы с выходов распределителя 2 через канальные коммутаторы 3 подаются на управляющие входы управляемых триодов 11 и 12 и источников 4 питания, выполненных в виде преобразователей постоянного напряжения с

5 широтно-импульсной модуляцией. Для синхронизации работы и установки требуемой фазы возбуждаемой силы вибраторов 5 различных каналов управляющие входы триодов 11 и 12 подключаются с помощью коммутаторов 3 к определенным выходам распре0 делителя 2 импульсов. При этом сигналы с коммутаторов 3 подключают в определенном порядке поочередно обмотки 6 и 7 к источникам 4 питания. Источники 4, управляемые коммутаторами 3, вырабатывают на5 пряжение заданной формы (например синусоидальной). Таким образом, вибраторы 5 возбуждают синхронизированные друг с другом сдвинутые по фазе силы требуемой формы, которые посредством тяг 22 (фиг. 2) прикладываются к испытуемому изделию.

0 Сигналы с вибродатчиков 9 (фиг. 1) поступают на входы измерителей 10 амплитуды. Сигналы обратной связи с выходов измерителей 10 амплитуды поступают на входы управления источников 4 питания и поддерживают первоначально заданный уро5 вень нагрузки или амплитуды колебаний виброперемещений, виброускорений, виброскоростей (в зависимости от типа вибродатчиков и измерителей амплитуд).

Измерение сдвига фазы колебаний точек контролируемого изделия осуществляется та0 КИМ образом. Передний фронт выходного импульсного сигнала с выхода первой ячейки кольцевого распределителя 2 импульсов открывает ключи 24 измерителей 23 фаз всех каналов одновременно. Через открытые

5 ключи 24 на счетные входы счетчиков 25 начинают поступать импульсы с задающего генератора 1, которые суммируются в счетчиках 25. Сигналы от вибродатчиков 9 поступают на входы формирователей 26 импульсов. При этом при

0 прохождении поступающего сигнала через нулевое значение соответствующий формирователь 26 вырабатывает импульс, закрывающий ключ 24, и счетчик 25 прекращает счет. В зависимости от величины сдвига фаз количества просуммированных импульсов у раз5 ных счетчиков пропорциональны этим сдвигам. Пена импульса в градусах зависит от числа ячеек кольцевого распределителя 2 импульсов. Например, если число ячеек распределителя 2 импульсов равно 36, то каждой единице счетчиков соответствует 10° сдвига фазы. При увеличении числа ячеек распределителя 2 до 360 единице счетчика соответствует один градус сдвига фазы.

Формула изобретения

Устройство для динамических испытаний изделий, содержащее регулируемый задающий генератор, кольцевой распределитель импульсов, подключенный к выходу задающего генератора, многоканальный возбудитель нагрузки, каждый канал которого включает коммутатор, подключенный к соответствующим выходам кольцевого распределителя импульсов, электродинамический вибратор с двумя обмотками, два полупроводниковых управляемых периода, каждый из которых включен последовательно с соответствующей обмоткой электродинамического вибратора, регулируемый источник питания, подключенный к обмоткам электродинамического вибратора, последовате, 1ьно соединенные вибродатчик и измеритель амплитуды, выход которого подключен к управляющему входу источника питания, измеритель фаз, включающий ключ, подключенный к нему счетчик, формирователь управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения качества испытаний, информационные входы ключей измерителей фаз всех каналов подключены к выходу регулиремого задающего генератора, открывающие входы ключей измерителей фаз всех 5 каналов подключены к выходу первой ячейки кольцевого распределителя импульсов, а запирающие входы этих ключей подключены через формирователь импульсов к вибродатчику соответствующего канала.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при вибропрочностных ресурсных испытаниях и для исследования динамических характеристик объектов в машино(троении. Целью изобретения является повышение качества испытаний за счет повышения точности измерения сдвига фазы колебаний испытуемого изделия относительно возбуждающей силы. Задающий генератор I вырабатывает импульсы, частоту следования которых устанавливает оператор. С выхода генератора 1 импульсы поступают на вход кольцевого распределителя 2 импульсов, с выходов которого импульсы распределяются через канальные коммутаторы 3 и подаются на управляющие входы источников 4 питания и управляемых триодов 11, 12. Источники 4 питания вырабатывают напряжения заданной формы (например, синусоидальной), которые через управляемые триоды 11,12 поступают на обмотки 6, 7 возбуждения соответствующих электродинамических вибраторов (на чертеже не показаны), которые передают вибрацию на контролируемый объект. Вибрация объекта воспринимается вибродатчиками 9, которые через измерители 10 амплитуды передают сигнал обратной связи на источники 4 питания, поддерживая вибрацию на заданном уровне. Сдвиги фазы колебаний контролируемого изделия в соответствующих точ- ках производится измерителями 23 фаз. При этом передний фронт сигнала с выхода первой ячейки кольцевого распределителя 2 открывает ключи 24 всех измерителей 23 фаз. Через открытые ключи 24 сигнал с задающего генератора 1 поступает на счетчики 25. Сигналы от вибродатчиков 9 поступают на формирователи 26 импульсов. При прохождении указанных сигналов через нулевые значения формирователи 26 вырабатывают импульсы, закрывающие ключи 24. При этом информация, накопленная соответствующими счетчиками 25, будет пропорциональна фазе колебаний соответствующих точек. 2 и, 1. (р (Л со ISD 00 vj

fe.2