Способ воспроизведения вектора вибрации и установка для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам и установкам для воспроизведения вектора вибрации с использованием двух электродинамических вибровозбудителей.

Цель изобретения - сокращение трудоемкости при воспроизведении заданнего вектора вибрации и, в частности при создании вращающегося вектора вибрации.

Это достигается запитьшанием подвижных катушек вибровозбудителей синфазными токами одинаковой величины (от одного усилителя мощности), заданием направления вектора вибрации путем изменения величины магнитной индукции вибровозбудителей и заданием модуля вектора путем изменения токов подвижных катушек на одинаковую величину. Вращающийся вектор вибрации создается за счет стабилизации модуля вектора вибрации и периодического изменения токов подмагничивания ник- ровозбудителей по пилообразному закону со сдвигом фаз между токами под- магничивания двух вибровозбудителей, составляющим 90°.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки, реализующей предлагаемый способ воспроизведения вектора вибрации; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая получение заданного направления уровня вибрации, включающее двух компонентный виброизмерительный преобразователь 10, подключенные к выходам преобразователя 10 первый и второй выпрямители 11 и 12, связанны с ними первый и второй блоки 13 и 14 возведения в квадрат, к выходам которых подключен сумматор 15 и блок I6 извлечения квадратного корня, вход которого подключен к выходу сумматора 15, а выход - к управляющему входу усилителя 5. Элементы, обозначенные позициями 1 1 - 16, образуют блок измерения вектора вибрации.

Способ Воспроизведения вектора вибрации реализуется следующим образом.

С помощью двух электродинамически вибровозбудителей 2 и 3, действующих по двум взаимно перпендикулярным на- правленийМ, возбуждают вибрацию объекта (на чертеже не показан), закрепленного на платформе 1, причем подвижные катушки микровозбудителей

2и 3 зачитывают синфазными токами одинаковой велич-ины от усилителя 4 мощности, задают налравление вектора вибрации., изменяя величину магнитной индукции вибровозбудителей 2 и

3путем измен-ения токов подмагничивания источниками 7 и 8 питания, и задают модуль вектора вибрации, изме

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам и установкам для воспроизведения вектора вибрации с использованием двух электродинамических вибровозбудителей, направления действия которых взаимно: перпендикулярны. Целью изобретения является сокращение трудоемкости. Это достигается запитыва- нием подвижных катушек вибровозбудителей 2 и 3 синфазными токами одинаковой величины от одного усилителя 4. мощности, подключенного к задающему . генератору 6 через усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления, заданием направления вектора вибрации путем изменения величины магнитной индукции с помощью регулируемых источников 7 и 8 питания и регулятора 9 и заданием модуля вектора путем изменения токов подвижных катушек на одинаковую величину. В случае создания вращающегося вектора вибрации его модуль стабилизируется устройством для поддержания уровня вибрации, включающим двухкомпонентный вибройз- мёрительный преобразователь 10 и блок измерения вектора вибрации, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 5. Вращение вектора вибра1 ции обеспечивается за счет периодического изменения токов подмагничива- ния по пилообразному закону со сдвигом фаз между токами подмагничивания 90. 2с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л 00 со 05 4

ния и модуля вектора вибрации в соот-.,г няя токи подвижных катушек вибровозветствии с предлагаемым способом; на фиг. 3 - типичная зависимость магнитной индукции в зазоре магнитопро- вода злектромагнитного вибровозбуди- телй от тока подмагничивания; на фиг. 4 - график изменения тока подмагничивания для создания вращающегося вектора вибрации.

Установка, с помощью которой реализуется, предлагаемый способ вос произведения вектора вибрации, содержит платформу 1, соединенные с ней, установленные во взаимно перпендикулярном направлении два электродинамических вибровозбудителя 2 и 3, подвижная катушка каждого из которых соединена через усилитель 4 мощности и усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления в задающим генератором 6, регулируемые источники 7 и 8 литания, входы которых подключены к регулятору, 9, а выходы - к катушкам подмагничивания вибровозбудителей 2 и 3 и устройство для поддержа40

45

50

55

будителей 2 и 3 на одинаковую величи ну. При такой последовательности дей ствия при воспроизведении заданного вектора вибрации величина усилий виб ровозбудителей 2 и 3 зависит от вели чины их магнитных потоков. Подбирая соответствующим образом величины магнитной индукции каждого из вибро,- возбудителей 2 и 3, можно получить такие соотношения усилий F, и РЗ (фиг 2) вибровозбудителей 2 и 3, при которых будет обеспечено заданное направление результирующего воздейст вия. После этого изменение тока чере подвижные катушки внбровозбудителей 2 и 3 .может пр.ивести лишь к изменению модуля вектора.вибрации, не влия на его направление, так как усилия F и FJ меняются взаимосвязанно, пропорционально изменению тока через подвижные катушки. Разделение операций задания направления и модуля вектора в 1брации позволяет существен но сократить трудоемкость процесса

0

5

0

5

будителей 2 и 3 на одинаковую величину. При такой последовательности действия при воспроизведении заданного вектора вибрации величина усилий виб- ровозбудителей 2 и 3 зависит от величины их магнитных потоков. Подбирая соответствующим образом величины магнитной индукции каждого из вибро,- возбудителей 2 и 3, можно получить такие соотношения усилий F, и РЗ (фиг 2) вибровозбудителей 2 и 3, при которых будет обеспечено заданное направление результирующего воздействия. После этого изменение тока через подвижные катушки внбровозбудителей 2 и 3 .может пр.ивести лишь к изменению модуля вектора.вибрации, не влияя на его направление, так как усилия F и FJ меняются взаимосвязанно, пропорционально изменению тока через подвижные катушки. Разделение операций задания направления и модуля вектора в 1брации позволяет существенно сократить трудоемкость процесса

10

20

25

воспроизведения заданного вектора вибрации,

В случае необходимости воспроизведения вращающегося вектора вибрации магнитную индукцию постоянно изменяют путем периодического изменения токов подмагничиванчя по пилообразному закону (фиг. 3), Между токами подмаг- ничивания, подаваемыми на катушки подмагничивания вибровозбудителей 2 и 3, устанавливается сдвиг на 90. Усилия вибровозбудителей 2 и 3, прилагаемые к платформе 1, сдвинуты на 90°, поэтому суммарная вибрация плат- 15 формы 1 всегда совершается в направлении, определяемом соотношением величины этих усилий, зависящих, в

свою очередь, от величин токов подмагничивания вибровозбудителей 2 и

Типичная зависимость магнитной индукции электродинамических силовоз- будитетей, показанная на фиг. 4,

приводит к тому, что при подаче на катушку п.одмагничивания пилообразных токов, магнитная индукция изменяется по синусоидальному закону (с точностью до 5%), со сдвигом фаз между вибровозбудителями 2 и 3, равным 90°. Это обеспечивает равномерное вращение вектора вибрации. Для того, чтобы конец вектора описывал круг, его модуль стабилизируют с помощью устройства для полдержания уровня вибрации, которое изменяет коэффициент усиления усилителя 5 таким образом, чтобы корень квадратный из суммы квадратов компонентов вектора вибрации, создаваемых вибровозбудителями 2 и 3, оставался постоянным При любых изменениях его направления (это условие обеспечивается двухкомпонентным виброизмерительным преобразователем 10, выпрямителями II и 12, блоками 13 и 14 возведения в квадрат, сумматором 15 и блоком 16 извлечения квадратного корня) .

Использование одного усилителя мощности для возбуждения колебаний обоих вибровозбудителей 2 и 3 дает возможность выравнивать амплитудные характеристики обоих вибровозбудителей, а разделение операций задания направления и модуля вектора вибрации позволяет ввести в устройство общую цепь обратной связи для стабилизации модуля вектора колеба-г

30

35

50

40

45

55

10

157764

Ния, что, в конечном счете, повышает дочность воспроизведения круговой диаграммы вектора вибрации и достоверность результатов испытаний.

Регулирование токов подмагничивания по линейным законам упрощает воспроизведение вращающегося вектора вибрации, так как осуществляется простым линейным регулятором. Ста- билизация вектора вибрации и использование -линейных законов задания круговой диаграммы вектора вибрации позволяют легко автоматизировать процесс испытаний.

Ф о р.м ула изобретения

I. Способ воспроизведения вектора вибрации, по которому возбуждают вибрацию объекта с помощью двух электродинамических вибровозбудителей, действующих по двум взаимно перпендикулярным направлениям, и задают направление и модуль вектора вибрации изменением уровня вибрации, создаваемой каждым вибровозбудителем, отличающийся тем, что, с целью сокращения трудоемкости, подвижные катущки вибровозбудителей запитьшают синфазньми токами одинаковой величины, направление вектора вибрации задают, изменяя величину магнитной индукции вибровозбудителей, а модуль вектора - изменяя токи подвижных катущек на одинаковую величину.

устанавливают сдвиг фаз 90°, а модуль вектора вибрации стабилизируют.

аователь и усилитель с автоматической регулировкой усиления, включенный feждy задающим генератором и усилителем мощности, отличаю ща- я с я тем, что, с целью сокращения трудоемкости, подвижные катушки электродинамических вибровозбудителей соединены через одии усилитель мощности с общим для обоих вибровозбу- 10

J

-ff

-f

ViLZ.2

о

дителей задающим генератором, источники питания катущек подмагничивания выполнены регулируемыми, а в устройство для поддержания уровня вибрации введен блок измерения вектора вибрации, входы которого подключены к выходам виброизмерительного преобразователя, а выход - к управляющему входу усилителя.

Шг.З

/WA