Устройство для возбуждения и измерения колебаний Советский патент 1988 года по МПК B06B1/04 G01H11/00 G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электродинамическим устройствам для возбуждения и измерения колебаний, и может быть использовано в вибрационных установках для определения динамических характеристик объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет более точной компенсации ЭДС, наводимой в измерительной катушке полем силовой катушки о

На фиг о 1 схематически изображено устройство для возбуждения и измерения колебаний; на фиг, 2 - устройство с расположением секций компенсационной катушки по краям полюса керна магнитолровоДа, вариант; на фиг, 3 - устройство с расположением секций компенсационной катушки по краям полюса керна и полюса ярма магнитопровода, вариант; на фиг. 4 - устройство с расположением секций компенсационной катушки в центральной части полюсов керна, и ярма магни топровода, вариант,

Устройство содержит магнитопровод имеющий ярмо 1 и керн 2, между по- люсами 3 и 4 которых образован рабочий зазор, в котором размещены силовая катущка 5 и жестко связанная с ней измерительная катущка 6„ Силовая катушка 5 жестко связана со столом 7 для установки испытуемого изделия, подвешенным на упругих элементах 8, На магнитопроводе установлена компенсационная катушка, вьшолненная из последовательно согласно соединен- ных секций 9 и 10, расположенных симметрично относительно средней плоскости рабочего зазора. Измерительная катушка 6 размещена между секциями 9 и 10 компенсационной ка- тушки и включена с последней в схему 11 суммирования, имеющую регулируемые сопротивления R1 и R2 на входах. Изобретением предусматривается несколько вариантов выполнения и раз- мещения компенсационной катушки„ Если длина силовой катушки 5 больше длины рабочего зазора, целесообраз- но размещать секции 9 и 10 по краям полюса 4 керна 2 (фигс 2) или полю- са 3 ярма 1 (фиг, 1) или же вьшол- нять компенсационную катушку из четырех секций, из которых одна пара секций 9 и 10 размещается по краям ,

5

0

5

0 5 0 5 «

полюса 3, а другая пара секции 12 и 13 - по краям полюса 4 Если же длина силовой катушки 5 меньше длины рабочего зазора, целесообразно одну из секций 9 размещать в центральной части полюса 3, а другую - в центральной части полюса 4,

Питание силовой катушки 5 осуществляется через усилитель 14 мощности, .на вход которого подаются сигнал U(f), соответствующий характеру возбуждаемых колебаний, и сигнал обратной связи с измерительной катушки 6, который пропускается через корректирующую цепь 15,

Устройство работает следуюшзим образом.

При колебаниях измерительной катушки 6 совместно с силовой катушкой 5 в магнитном поле в измерительной катушке наводится ЭДС, пропорциональная скорости колебаний (виб- роскорости), Кроме того, поскольку силовая и измерительная катушки индуктивно связаны между собой и образуют трансформатор, первичной обмоткой которого является силовая катушка 5, а вторичной - измерительная катушка 6, в последней наводится также и ЭДС, пропорЕ иональная коэффициенту взаимоиндукции катушек, Б результате этого суммарная ЭДС катушки 6 не будет пропорциональна только виброскорости о Для этого, чтобы исключить вторую составляющую ЭДС, применяется неподвижная компенсационная катушка, которая, как измерительная катушка 6, индуктивно связана с силовой катушкой 5, и в которой, следовательно, также наводится ЭДС, пропорциональная коэффициенту взаимоиндукции силовой и компенсационной катушек. Подбором числа витков секций компенсационной катушки можно добиться равенства ее ЭДС второй составляющей ЭДС измерительной катушки 6 о Тогда при алгебраическом суммировании сигналов измерительной и компенсационной катушек на выходе схемы 11 суммирования будет получен сигнал U(V), пропорциональной виброскорости о Регулировка сопротивления R1 и R2 позволяет уменьшить трудоемкость настройки устройства.

Симметричное расположение секций компенсационной катушки относительно измерительной катушки и средней

плоскости рабочего зазора обеспечивает максимально возможную индуктивную связь компенсационной катушки с силовой катушкой и, следовательно, получение достаточно большого сигнала, что способствует повышению точности измерения

Формула изобретения , 1. Устройство для возбуждения- и измерения колебаний, содержащее маг- нитопровод, силовую катушку, установленную в рабочем зазоре магнитопрово- да, образованном между полюсами его ярма и керна, жестко связанную с силовой катушкой измерительную катушку и установленную на магнитопроводе компенсационную катушку, включенную с измерительной.катушкой в схему

суммирования.

отличающе

е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет более точной компенсации ЭДС, наводимой в измерительной катушке полем силовой катушки, компенсационная катушка выполнена из последовательно согласно соединенных секций, расположенных симметрично относительно средней плоскости рабочего зазора, а измери0

5

0

5

тельная катушка размещена между секциями компенсационной катушки.

2.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что при выполнении силовой катушки с длиной, равной или большей длины рабочего зазора, компенсационная катушка выполнена из двух секций, расположенных по краям полюсов керна или ярма маг- нитопровода.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при вьшол- нении силовой катушки с длиной, равной или большей длины рабочего зазора, компенсационная катушка выполне- на из четырех секций, две из которых расположены по краям полюса керна,

а другие две - по краям полюса ярма магнитопровода

4.Устройство по По 1, отличающееся тем, что при вьшол- нении силовой катушки с длиной, равной или меньшей длины рабочего зазора, компенсационная катушка выполнена из двух секций, одна из которых расположена в центральной части полюса керна, а другая - в центральной части полюса ярма магнитопровода„

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в вибрационных установках для определения динамических характеристик объектов. Цель изобретения- повьдиение точности измерения. Это обеспечивается за счет более точной компенсации ЭДС, наводимой в измери, тельной катушке 6 полем силовой катушки 5 благодаря выполнению компенсационной катушки Из последовательно согласно соединенных секций 9 и 10, расположенных симметрично относительно средней плоскости рабочего зазора на полюсах 3 и 4 ярма 1 или 2 магнитопровода, и размещению измерительной катушки 6 между секциями компенсационной катушки. Изобретение предусматривает также варианты размещения одной пары секций по краям полюса керна, а другой пары секции - по краям полюса ярма или одной секции в центральной части полюса керна, а другой - в центральной части полюса ярма о Симметричное расположение секций компенсационной катушки обеспечивает максимально возможную индуктивную связь ее с силовой катушкой и следовательно по- :лучение достаточно большого сигнала, что способствует повышению точности измерения о 3 ЗоПо ф-лы, 4 ил о с (О ICO 00 со ю

н

/

W

SL/

/

Фиг. 2

Vuz.if

Фие.З