Способ измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора Советский патент 1987 года по МПК G01H11/00 G01R27/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- з(9вано для определения вязкоупругих свойств полимерных материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа измерения.

На осцилляторе 1, имеющим возможность совершать крутильные колебания BOKibyr оси, расположенной перпендикулярно плоскости чертежа, акреплено зеркальце 2. От осветителя 3 световой луч падает на зеркальце 2 и, отражаясь от него, попадает на шкалу 4 с закрепленным на ней фотоэлементом 5. Фо- 20 счетчик 7 времени и дает разрешение тоэлемент 5 соединен с формирователем на срабатывание триггера 11 при пос6 импульсов. Один из выходов формирователя импульсов 6 соединен со входами Пуск счетчиков 7, 8 и 9 времени, а другой - со входами триггеров 10, 11 и 12. Выходы триггеров 10, 11 и 12 соединены соответственно с входами Стоп счетчиков 7, 8 и 9 времени. Кроме Toroj выход триггера 10 соединен с входом триггера 11, а выход триггера 11 - с входом триггера 12,

Местоположение на шкапе 4 фотоэлемента 5 является фиксированным уровнем, по которому ведется измерение интервалов времени.

Способ осуществляется следующим рбразом.

В отсутствие колебаний осциллятора 1 отраженный луч попадает на шкалу 4. Фотоэлемент 5 смещается по шкале 4 относительно светового пятна и крепится на ней так, чтобы в процессе колебаний отраженный луч пересекал фотоэлемент 5. Затем осциллятор 1 выводят из положения равновесия и после прекращения действия вынуждающей силы он начинает соверsin -- (tj+cp)

In

sin (t, +q))

t j- t,

шать свободные затухающие крутильные колебания. При этом отраженный луч, перемещаясь по шкале, пересекает

фотоэлемент 5. После первого пересечения его лучом с фотоэлемента 5 поступает на вход формирователя б импульсов. На выходе формирователя 6 импульсов при этом появляется импульс, который подается только на

входы Пуск счетчиков 7, 8 и 9 вре-. мени, С этого момента начинается отсчет интервалов времени tf, t и t, При следующем пересечении лучом фо

тоэлемента 5 импульс из формирователя 6 подается только на входы триггеров 10, 11 и 12. Однако срабатывает при этом единственньй триггер 10, Сигнал с его выхода останавливает

туплении следующего импульса из формирователя 6, Выходной сигнал триггера 11 останавливает счетчик 8 вре 25 мени и дает разрешение на срабатывание триггера 12 при поступлении очередного импульса из формирователя 6, после чего останавливается счетчи 9 времени. Таким образом произво30 Дят измерения интервалов времени t, счетчиком 7, t - счетчиком 8, tj - счетчиком 9.

Для определения периода и коэффициента затухания свободных колебаний используют закон вида

35

А А,

e-.sin f Г

(1)

- начальная амплит /да колебаний;

- период колебаний; - коэффициент затухания - время, при котором данный

закон принимает значение А, как закон (1) в точках t, + cf , t +с|) принимает одно и то же е, которое лежит на фиксироуровне, то получают уравнение.

2 u , V sin. -- (t,, +4))

In

, 2 ir sin --q)

t.

(2)

где t, , t,, t,.

измеряемые интервалы времени; - время прохождения

равновесия до фикси- g подбирают число Т.таким образом, чторозанного уровня.

Далее определяют среднее арифме- . тическое и относительную ошибку величин ci,, , oi, Ы вида

Т

2 - -tp

, . Т- Cti +q)

j

t;

е Т

- число, которое лежит в интервале от до t, t; - измеренные интервалы времени;

ср - решение уравнения (2) относительно tp , которое определяют в интервале от О

.Т

до - t, методом половинного деления.

При решении уравнёния(2) вместо необходимо подставить Т. Изменяя

1359685 .4 ,

величину Т в интервале от t.- t, до

, равным абсолютной погрегаt с шагом,

ности измерения интервалов времени,

бы относительная ошибка величин с.,, 1 , ci 5 бьша минимальна. В этом случае найденное- число Т и среднее арифметическое величин si, , oi , oi 5 ШЛЯЮТСЯ, соответственно, приближением периода колебаний Т и коэффициента затухания oi затухаюш;их колебаний гармонического осциллятора л

Фор мула изобретения

Способ измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора, заключающийся в том, что определяют моменты прохождения осциллятором фиксированного уровня, смещенного относительно положения равновесия осциллятора, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, измеряют не менее трех интервалов времени между моментами прохождения ос- циллятором фиксированного уровня.

Редактор Л.Повхан

50

Составитель А.Куликов Техред Л.Сердюкова

Заказ 6148/45 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

- Йроизводственно-полиграфическое предйриятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к изь1ери- тельной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих свойств полимерных мате зиалов. С целью повышения точности измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора фиксируют не менее трех интервалов времени ме;кду моментами прохождения осциллятором фиксированного уровня, смещенного относительно положения равновесия осциллятора. 1 ил. СО сл со СП) оо СП