Устройство для возбуждения резонансных колебаний сложных конструкций Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

13

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний изделий на резонансных частотах.

Цель изобретения - сокращение длительности испытаний за счет автомати загщн установки начальных амплитуд испытательного сигнала в зависимых каналах измерения,

На чертеже изображена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит основной канал 1 автоподстройки частоты испы- тательного сигнала и зависимые каналы 2 подбора амплитуд испытательных сигналов. Каждый канал содержит усилитель 3 мощности, выход которого подключен к входу вибровозбудителя А, который соединен с испытуемой конструкцией 5. На испытуемой конструкции установлен вибродатчик 6 (каждого канала), выход которого подключен к первому входу фазового детектора 7

В состав основного канала входит также регулятор 8 частоты, вход кото рого соединен с выходом фазового детектора 7, а выход - с входом управляемого генератора 9, выход которого подключен к входу усилителя 3 мощности и второму входу каждого фазового детектора 7.

В каждый зависимьй канал входят первый триггер 10, входы которого подключены к выходу фазового детектора 7, и первьш управляемый коммутатор 11, входы которого соединены с выходами первого триггера 10,

Устройство также содержит счетчик 12 импульсов с переменным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу управляемого генератора 9, а выход соединен с входом второго управляемого коммутатора 13. Управляющий вход второго управляемого коммутатора 13 подключен к выходу первого управляемого коммутатора 11. Выходы второго управляемого коммутатора 13 подключены к счетным входам реверсивного счетчика 14, выходы которого подключены к входам множительного цифроанапогового преобразователя 15, Один из входов цифроаналогово го преобразователя 15 подключен к выходу управляемого генератора 9, а выход преобразователя 15 подключен к входу инвертора 16 и одному из вхо

5

о

g

0

0

5

72

дов третьего управляемого коммутатора 17, второй вход которого подключен к выходу инвертора 16. Выход заема реверсивного счетчика 14 подключен к входу формирователя 18, выход которого соединен с счетным входом второго триггера 19,

Кроме того, устройство содержит блок 20 ввода-вывода, в который входят последовательно включенные клавиатура 21, регистр 22 и индикатор 23. Входы регистра 22 подсоединены к выходам реверсивного счетчика 14 и второго триггера 19, а выходы регистра соединены с установочными входами реверсивного счетчика 14 и второго триггера 19. Выход второго триггера 19 подключен также к управляю- ощм входам первого управляемого коммутатора 11 и третьего управляемого коммутатора 17, выход которого соединен с входом делителя 3 мощности.

Устройство работает следующим образом.

При включении основного канала в замкнутом контуре, содержащем испытываемую конструкцию, устанавливается режим, при котором на вход фазового детектора 7 основного канала 1 поступают синфазные сигналы. При этом на ныходе управляемого генератора 9 формируется испьггательный сигнал, частота сОд которого близка к одной из резонансных частот испытываемой конструкции и зависит от места подключения вибровозбудителя основного канала. При этом относительные фазовые сдвиги между колебаниями в точках подключения вибродатчиков зависимых и основного каналов оказываются не равными О или 180 , что характерно для нерезонансных колебаний испытываемой конструкции.

Перед замыканием зависимых каналов производят установку начальных ампли- туд Xj - Xf, испытательных сигналов, а также установку синфазности или противофазности сигналов Х п ° отношению к опорному сигналу X , с выхода управляемого генератора 9. Для этого информация из регистра 22 подается на установочные входы второго триггера 19, реверсивного счетчика 14. Сигналом Q 1 с выхода второго триггера 19 вход усилителя 3 мощности через управляемый коммутатор 17 подключается к выходу множительного

цифроаналогового преобразователя 15 в результате чего сигналы X , и Х п любом коэффициенте передачи преобразователя 15 будут синфазны. Сигнал Q О с выхода второго триггера 19 обеспечивает противофазность сигналов X , и Xj.

Характер процесса регулирования после замыкания одного из зависимых каналов определяется установленной величиной начальной амплитуды испытательного сигнала в канале 1.

Например, если Х 0, то сигнал У с выхода вибродатчика зависимого канала отстает по фазе от опорного сигнала X, , и на выходе первого триггера 10 устанавливается уровень логической 1.

Первый управляемый коммутатор 1 1 при сигнале Q 1 с выхода второго триггера 19 формирует уровень логической единицы на своем выходе. Этим сигналом к выходу счетчика 12 импульсов с переменным коэффициентом деления через второй коммутатор 13 подключается суммирующий счетный вхо реверсивного счетчика 14, Реверсивны счетчик выполняет прямой счет, т.е. при поступлении на суммирующий вход очередного импульса с выхода счетчика 12 импульсов число на выходе реверсивного счетчика увеличивается на единицу.

тимальное силовое распределение Xj/X, 0,15.

Если установленная величина амплитуды испытательного сигнала в зависимом канале превышает оптимальную величину, то сигнал Y с выхода вибродатчика зависимого канала будет опережать по фазе опорный сигнал X,,

в результате чего на выходе первого триггера 10 устанавливается уровень Q 0. На выходе первого коммутатора 11 формируется уровень Q 0. Этим сигналом к выходу счетчика 12 импульсов С переменным коэффициентом деления через второй коммутатор 13 подключается вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 14. Реверсивный счетчик выполняет обратный счет, т.е. при поступлении на его вход очередного импульса число на выходе уменьшается на единицу, в результате чего коэффициент передачи множительного устройства начинает уменьшаться до величины, обеспечивающей оптимальное для данной резонансной частоты силовое распределение.

Таким образом, в предлагаемом устройстве (в отличие от известных) имеется возможность производить предварительную установку начальных амплитуд испытательного сигнала в зависимых каналах, что сокращает время испытаний. Кроме того, исключается

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения частоты и формы собственных колебаний испытуемых изделий. Целью изобретения является сокращение длительности испытаний за счет автоматизации установки начальных амплитуд испытательного сигнала в зависимых каналах измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, состоящее из основного канала автоподстройки частоты испытательного сигнала и зависимых каналов подбора амплитуд испытательных сигналов, в каждый зависимый канал выданы два триггера, три управляемых коммутатора, счетчик импульсов , с переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, множительный цифроаналоговый преобразователь, формирователь, блок ввода - вывода, содержащий последовательно включенные клавиатуру, регистр и индикатор. 1 ил. Л

Таким образом, увеличивается коэф- возможность повреждения испытуемой фициент передачи множительного цифро- конструкции усилиями, превышающими аналогового преобразователя 15, что приводит к изменению вида амплитудно- фазовых характеристик W,(jco) и W(jco) и,следовательно к изменениям фазовых 40 сдвигов сигналов, поступающих на входы фазовых детекторов основного и зависимого каналов. Замкнутые системы фазовой автоподстройки основного и зависимых каналов, которые связаны 45 между собой через испытываемую конструкцию 5, отрабатывают фазовые рассогласования. Процессы фазовой автоподстройки заверщаются, когда сигналы

заданные пределы.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства состоит в сокращении длительности испытаинй и зависит в основном от себестоимости одного эксперимента и количества испытаний в год.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения резонансных колебаний сложных конструкций, состоящее из основного канала с выходов нибродатчиков 6 оказывают- Q автоподстройки частоты испытательного ся синфазными с опорным испытательным сигнала и зависимых каналов подбора

сигналом с выхода управляемого генератора 9. Установивщийся в результате регулирования режим характеризуется оптимальным для данной резонансной частоты соотношением амплитуд, приложенных к испытываемой конструкции сил. Так, например, для резонансной частоты W, характерно опвозможность повреждения испытуемой конструкции усилиями, превышающими

заданные пределы.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства состоит в сокращении длительности испытаинй и зависит в основном от себестоимости одного эксперимента и количества испытаний в год.

Формула изобретения

амплитуд испытательных сигнгшов, каждый из которых содержит усилитель мощности, соединяемый с испытываемой gg конструкцией вибровозбудитель и вибродатчик, а также фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу вибродатчика, в состав основного канала входят включенные последовательно между выходом фазового детектора и входам усилителя мощности регулятор частоты и управляемый генератор, выход которого соединен с вторым входом каждого фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью сокращения длительности и автоматизации испытаний, в каждый зависимый канал введены первый триггер, под-io ДОм усилителя мощности, формирова-.

ключенный к выходу фазового детектора, первый управляемый коммутатор, входы которого соединены с выходами первого триггера, счетчик импульсов с переменным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу управляемого генератора, второй управляемый коммутатор, у которого вход соединен с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления, а управляющий вход 2о гистр и индикатор, входы регистра подподключен к вькоду первого управляемого коммутатора, реверсивный счетчик, счетные входы которого соединены с выходами второго управляемого

коммутатОра, множительный цифроанало- 25 рого триггера.

говый преобразователь, подключенный входами к выходам реверсивного счетчика и управляемого генератора, инвертор, соединенный с выходом множительного цифроаналогового преобразователя, третий управляемый коммутатор, входы которого соединены с входом и выходом инвертора, а вькод - с вхог

тель, соединенный с выходом заема реверсивного счетчика, второй триггер, у которого счетный вход подключен к выходу формирователя, а выход - к уп- равляющему входу третьего управляемого коммутатора и управляющему входу первого управляемого коммутатора, блок ввод-вывода, содержащий последовательно включенные клавиатуру, ресоединены к выходам реверсивного счетчика и второго триггера, а выходы регистра соединены с установочными входами реверсивного счетчика и вто