Способ измерения относительного коэффициента поперечного преобразования вибропреобразователя и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 G01P21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения относительного коэффициента поперечного преобразова- ПИЯ (ОКПП) вибропреобразователей ускорения и силы, объединенных в одном корпусе и образующих импедансную головку (иг),

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей, заключающееся в определении ОКПП вибропреобразователя силы, входящего в в ИГ.

Сущность способа заключается в том, что вибропреобразователь силы подвергают воздействию вибраций в направлении, перпендикулярном его оси чувствительности, и нормированно динамической силой, создаваемой дви- жущейся под воздействием вибрации заданной массой, измеряют амплитуды движения задающей гармонической вибрации и массы, разность фаз между ними и выходной сигнал вибропреобразо- вателя силы, а в еличину относительного коэффициента поперечного преобразования вибропреобразователя силы определяют выражением

i п1.К А „„з1п(соС + ф) ,

Uf , F..:; K;,sin(wt+(

(1)

waKc где m - масса груза;

К - коэффициент преобразования вибропреобразователя силы ИГ J

и, - амплитудное значение выходного сигнала вибропреобразо вателя силы;

Макс

+ А -.2A, A.cosCf,

где АП,АД, tp - амплитудные значения 45 виброускорений задающей гармонической вибрации и массы и разность фаз между ними.

С,) arctgА si-n(f

FMQ.C ,с

„-A -cosCf

При воздействии вибрации на массу известной величины, которая в свою очередь воздействует в поперечном йаправлении на ИГ, в силу инерционных свойств массы происходит отставание по фазе движения.массы от задаваемой вибрации на угол ср . Задаваемое виброускорение

5

0

5

0

5

п А„ sin cot,

где Q - круговая частота вибрации, а виброускорение массы а А„- sin(cot -If).

Инерционная динамическая сила, приложенная к массе, определяется выражением

F m(),,sina)t-A sin(ot-q )J in lA2n+A -2An-A cosq . s in( to t -ь

..c-n(cot-v).

ОКПП вибропреобразователя силы определяется как отношение амплитудного значения выходного сигнала с выхода вибропреобразователя к амплитудному значению динамической силы:

Up

i к;. F

с макс

ОКПП вибропреобразователя ускорения ИГ определяют обычным способом по -известной амплитуде виброускорения, действующего в перпендикулярном его оси чувствительности направления и известному выходному сигналу вибропреобразователя ускорения.

Устройство для осуществления представленного способа содержит (фиг,1) виброплиту 1, систему возбуждения гармонических колебаний, состоящую из вибростенда 2 и соединительного тонкого штока 3 (для уменьшения влияния поперечных колебаний вибростенда 2 на виброплиту 1), груз 4, импедансные головки 5 и 6, регистрирующие приборы 7, 8, подключенные к вибропреобразователям силы и ускорения импедансной головки 5 и к вибропреобразователю 9 ускорения, вибропреобразователя 10 и 11 ускорения, к которым подключены регистрирующие приборы 12 и 13, фазометры 14 и 15, компенсирующий вибро-- преобразователь 16 и вычислительное устройство 17, к которому подсоединены регистрирующие приборы 7, 8, 12, 13 и фазометр 14 .Для уменьшения статической нагрузки на вибростенд 1 применяют пружины-амортизаторы 18.

Предлагаемое устройство для осуществления способа измерения относительных коэффициентов поперечного преобразования ИГ работает следующим образом.

Груз 4 закрепляют в виброплите 1 с помощью импендансных головок 5 и

6, которых он касается только боковыми стенками и с помощью которых находится в подвешенном состоянии.На виброплиту 1 и груз 4 закрепляют вибропреобразователи 9, 10 и 11, Виброплита 1 закрепляется в пружинах 18 и соединяется штоком 3 с вибростендом 2. Регистрирующие приборы 7, 8, 12 и 13, фазометр 14 и вычислительное устройство 17 соединяются (фиг. 1).

Задается вибрация, которая с вибростенда 2 через шток 3 передается на виброплиту 1. Измеряется амплитуда . сигнала с выхода вибропреобразовате- лей 10 и 11 и разность фаз между ними фазометром 14. ОКПП вибропреобразова- rt ;я ГИЛЫ ИГ определяется по формуле (1), а ОКПП второго вибропреобразователя ИГ - вибропреобразователя ус- корения - определяется по отношению величины сигнала с его выхода (Ug) к произведению коэффициента преобразования вибропреобразователя укорения на виброускорение виброплиты 1, определенное с помощью вибропреобразователя 10 - а(о

К. - ,. - а К„- а

(2)

10

Наиболее благоприятным режимом работы является режим, при котором разность фаз между сигналами вибропреобразователей 10 и 11 равна 180 в этом случае

макс

m(An + А),

(3)

т.е. значение динамической силы при заданных значениях А, и А„ максималь но. Для получения такого режима следует изменить частоту и найти такое ее значение, при котором q 180 .

Определение значений ОКПП ИГ производят по формулам (1) и (2) с уче- том (3).

Формула.изобретения

1. Способ измерения относительно- го коэффициента поперечного пресбра- ования вибропреобразователя, чаюшийся в том, что вибропреобразователь подвергают воздействию вибрации в направлении, перпендикулярном его

оси чувствительности, измеряют параметры вибрации и выходного сигнала вибропреобразователя и рассчитывают относительный коэффициент поперечно

го преобразования по определенной зависимости, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения относительного коэффициента поперечного преобразования вибропреоб- .разователя силы, образующего с вибропреобразователем ускорения импеданс- ную головку, воздействуют на импедан- сную головку нормированной динамической силой, создаваемой движущейся под воздействием вибрации заданной массой, измеряют амплитуду давления массы, разность фаз задающей гармонической вибрации и движения массы, выходной сигнал вибропреобразователя силы, а величину относительного коэффициента поперечного преобразования вибропреобразователя силы К определяют из выражений

к ul

i m - Kj- А„д| - VinX cot + if

где и, - амплитудное значение выходного сигнала вибропреобразователя силы;

m - величина заданной массы; KC - коэффициент преобразования вибропреобразователя силы;

-N4 , cosif ; А„ sinqj

arctg

An-A.cosqi

где А„, А/1Л, С|) - амплитудные значения виброускорений задающей гармонической вибрации и массы и разность фаз между ними.

2. Устройство для измерения относительного коэффициента поперечного преобразования вибропреобразователя, содержащее виброшшту, соединенную с вибратором, вибропреобразователь ускорения продольных и два вибропреобразователя ускорения поперечных колебаний, размещенных на виброплите, фазометр и два регистрирующих прибора, соединенных с вибропреобразователями, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения относительного Коэффициента поперечного преобразования вибропреобразователя силы, образующего с вибропреобразователем ускорения импеданс- ную головку, оно снабжено дополнительной импедансной головкой, идентичной первой, дополнительным фазо5 13776426

метром, грузом, установленным междудвумя дополнительными регистрирующи- упомянуть1МИ импедансными головками,ми приборами, один из которых соеди- дополнительным вибропреобразовате-ней с вибропреобразователем, размелем ускорения, размещенным на грузещенным на грузе-, а другой - с вибро- по оси колебаний виброплиты и соеди- преобразователем силы одной из импе- ненным с первым входом дополнитель-дансных головок, при этом виброплита ного фазометра, второй вход котороговыполнена U-образной, а импедансные подсоединен к вибропреобразователюголовки размещены мелуцу стенками гру- ускорения продольных колебаний,за и внутренними стенками виброплиты.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, заключающееся в определении относительного коэффициента поперечного преобразования (ОКПП) вибропреобразователя силы, входящего в импедансную головку (ИГ). В устройстве для реализации способа груз 4 закрепляют на виброплите 1 с помощью ИГ 5 и 6, которых он касается только боковыми стенками и находится в подвешенном состоянии. На виброплите 1 закрепляются вибропреобразователи 9, 10 и 11. Задается вибрация. Измеряется амплитуда сигнала с выхода вибропреобразователей 10 и 11 и разность фаз между ними фазометром 14. ОКПП вибропреобразователя 10 силы ИГ 5 и 6 определяется по приведенной формуле, а ОКПП вибропреобразователя 11 определяется по отношению величины сигнала с его выхода к произведению коэффициента преобразования вибропреобразователя ускорения ИГ 5 и 6 на виброускорение виброплиты 1, определенное с помощью вибропреобразователя 10. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. УЗ (Л с: