Устройство для измерения амплитуды механических колебаний Советский патент 1988 года по МПК G01H11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды механических свободных колебаний, напри- мер, при испытаниях образцов материалов.

Целью изобретения является повышение производительности измерений за счет исключения калибровки аппарату- ры перед измерением, а также расширение возможностей устройства за счет обеспечения измерения амплитуд колебаний в переходных режимах.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.

Устройство содержит акселерометр 1, подключенный к его выходу блок 2 Зшравления, двухполюсный источник 3 постоянного тока с заземленной нейт- ралыо, клеммами -, нейтраль, + подключенный соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока 2 управления.

Устройство содержит также .два ин- тегратора 4 и 5, подключенных входами к первому и второму выходам, выходами к пятому и шестому входам соответственно блока 2 управления. Выходы интеграторов 4 и 5 подключены так же к соответствующим обмоткам лого- метра 6, вторые концы которых объединены и соединены с корпусом.

Блок 2 управления содержит три последовательно и согласно включенных диода 7-9, два реле 10 и 11, первое из которых имеет .два замыкающих 12 и 13 и два переключающих 14 и 15 контакта, второе - один замыкающий 16 и два размыкающих 17 и 18 контак- та. Акселерометр 1 размещается на испытуемом -образце 19.

Устройство работает следзпощим образом.

В исходном положении под действием нагрузки, создаваемой узлом механической нагрузки (не показан), испытуемый образец 19 прогибается. Реле 10 и 11 блока 2 управления находятся в выключенном состоянии. Выходные сигналы интеграторов 4 и 5 равны нулю. Стрелка логометра 6 указывает нулевое значение амплитуды колебаний Акселерометр 1 жестко соединен с испытуемым образцом 19. Направление оси чувствительности акселерометра 1 совпадает с направлением воздействия нагрузки.

с

5

0

5 о

Q

5

.

5

С момента снятия нагрузки с испытуемого образца 19 начинается его свободное движение. На выходе акселерометра 1 формируется электрический сигнал отрицательной полярности, который через диод 8 и контакт 13 репе 10 блока 2 управления дальше не проходит .

В момент изменения полярности выходного сигнала акселерометра 1 его положительная полуволна проходит через диоды 8 и 9, обмотку реле 10 и клемму О источника 3 постоянного тока.

Реле 5 срабатывает. Контактами 12 реле 10 самоблокируется, контактами 13 подготавливает электрическую цепь для срабатывания реле 11, а контактами 14 и 15 включает интеграторы 4 и 5 в работу. Интегратор 4 начинает интегрировать и накапливать выходной сигнал акселерометра 1, а интегратор 5 - постоянный сигнал от источника 3. В момент очередного изменения полярности выходного сигнала акселерометра 1 срабатывает реле I1 по цепи: диод 7, контакты 13, обмотка реле 11 и клемма О источника 3. С помощью контактов 16 реле 11 самоблокируется, а с помощью контактов 17 и 18 оста-, навливает процесс интегрирования интеграторами 4 и 5 соответственно. Выходные сигналы - заряды интеграторов 4 и 5, поступают на обмотки лого- метра 6, указательная стрелка которого перемещается на величину, равную отношению токов в обмотках логометра.

Показание логометра 6 прямо пропорционально значению искомой амплитуды колебаний испытуемого образца I9 при любой частоте (периоде) этих колебаний. С увеличением нагрузки увеличивается заряд только интегратора 4.

Для приведения электрической схемы устройства в исходное состояние отключается электрическое питание. Реле 10 и 11 возвращаются в исходное состояние. Контакты 14 и 15 реле 10 обнуляют интеграторы 4 и 5.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды механических колебаний, содержащее узел механической нагрузки, акселерометр , устанавливаемый на испытуемом образце так, что его ось чувствительности совпадает с направлением воздействия механической нагрузки, первый и второй интеграторы, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности измерений и расширения функциональных возможностей, оно снабжено логометром с заземленными выходными отводами обмоток, двухполюсным источником постоян- ного тока с заземленной нейтралью, блоком управления, первым входом подключенным к выходу акселерометра, вторым, третьим и четвертым - соответственно к клеммам -, Нейтраль и + источника постоянного тока, пятым и шестым - к выходам первого и второго интеграторов соответственно, первый выход блока управления подключен к первому интегратору, второй - к второму, выходы интеграторов соединены с соответствуюпщми обмотками логометра, блок управления вьшолнен в виде трех последовательно и согласно включенных диодов, двух реле, пер- вое из которых имеет два замыкающих и два переключающихся контакта, второе - один замыкающий и два размыкающих контакта, первый вход блока управления подключен к катоду первого диода и аноду второго диода, анод первого диода через второй замыкающий контакт первого реле подключен

к одному из концов второго реле, который одновременно через первый замыкающий контакт второго реле соединен с вторым входом блока управления катод второго диода через первые размыкающие контакты второго реле и последовательно соединенные с ним замыкающие контакты первой группы переключающих контактов первого реле подключены к первому выходу блока управления , который одновременно через разм.1кающие контакты первой группы переключающихся контактов первого реле соединен с пятым вхЬдом блока управления, катод третьего диода подключен к одному из концов обмотки первого реле и через первые замыкающие контакты первого реле - к четвертому входу блока управления, который одновременно через последовательно соединенные вторые размыкающие контакты второго реле и замыкающие контакты второй группы переключающих контактов первого репе соединен с вторым выходом блока управления, который одновременно через размыкакяцие контакты второй группы переключающихся контактов первого реле соединен с шестым входом блока управления, вторые концы обмоток реле объединешл и соединены с третьим входом блока , управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды механических свободных колебаний, например, при испытаниях образцов материалов. Целью изобретения является повышение производительности измерений и расширение функциональных возможностей устройства. В исходном положении под действием нагрузки испытуемый образец 19 прогибается. Выходные сигналы интеграторов 4 и 5 равны нулю. Логометр 6 показывает нулевое значение. С момента снятия нагрузки начинается свободное движение образца 19. На выходе акселерометра 1 формируется сигнал отрицательной полярности, который через диод 8 и контакты 13 реле 10 не проходят на выход блока 2 управления и обмотку реле I1. При смене полярности сигнала с акселерометра 1 к выходу блока 2 управления подключаются интеграторы 4 и 5 вследствие срабатывания реле 10. Интегратор 4 интегрирует сигнал акселерометра 1, интегратор 5 - постоянный сигнал двухполярного источника 3 постоянного тока. Б момент очередного изменения полярности выходного сигнала акселерометра 1 срабатывает реле 11, и его контакты 17 и 18 блокируют процесс интегрирования. Выходные сигналы интеграторов подаются на обмотки логометра 6, при этом его стрелка показывает величину отношения токов, пропорциональную амплитуде колебания образца. При этом показание не будет зависеть от частоты колебаний образца. Путем отключения питания устройство приходит в исходное состояние. 1 ил. i (Л 4i 00 СО 4