Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях Советский патент 1988 года по МПК G01H15/00 

роскорости в устройство, содержащее генератор 1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователь 4, объект 6, вибропреобразователь 5, введены согласующие усилители 7 и 8, гетеродинные сопровождающие фильтры 9 и 10, амплитудные детекторы 11 и 12, ключи 13 и 14, арифметический

блок 15, блок 16 индикации. Коды частот максимумов амплитуд виброперемещения и виброскорости соответственно (Ogg и с выходов ключей 13 и 14 поступают на арифметический блок, выполняющий операцию вычисления коэффициента поглощения V по формуле:

(-, Ova- so /Wga , . 1 ИЛ.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова- но для определения параметров рассеяния энергии в материалах при колебаниях механических объектов. С целью повышения точности определения коэффициента поглощения энергии в объекте на основе выделения частот максимумов амплитуд виброперемещения и виб

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров рассеяния энергии в материалах при колебаниях механических объектов.

Цель-изобретения - повьшение точности за счет измерения коэффициента поглощения энергии, характеризующего рассеяние энергии, в результате внут реннего трения, а не объединенные и приведенные к данному виду потери на трение.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор.1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователь 4, вибропреобразователь 5, установленный на объекте 6, согласующие усилители 7 и 8, гетеродинные сопровождающие фильтры 9 и 10, амплитудные детекторы 11 и 12, ключи 13 и 14, арифметический блок 15, блок 16 индикации.

Устройство работает следующим об- разом.

Генератор 1 осуществляет развертку частоты электрического сигнала в заданном диапазоне частот, который после усилителя 2 мощности преобразу ется вибратором 3 в механические колебания-вибрации, уровень которых стабилизируется цепью компрессии: виратор 3 - вибропреобразователь 4 - согласующий усилитель 7 - гетеродин- ный сопровождающий фильтр 9 - вход компрессии генератора 1. Поддержание постоянства амплитуды виброперемещения вибратора 3 обуславливается необходимостью снятия неискаженной ам- плитудно-частотной характеристики объекта 6, что возможно вследствие образования системы вибратор - объек

испытаний даже при предварительно правильно выбранном режиме холостого хода.

Установленный на объекте 6 вибропреобразователь 5 преобразует виброперемещение S (со) в электрический сигнал ), который после усилител 8, фильтра 10 и амплитудного детектора 11 поступает на управляющий вход первого ключа 13. На частоте амплитудного резонанса СО сОог обеспечивается условие 9 S (со) или 9и,(со), т.е. импульс на выходе амплитудного детектора 11 открьшает ключ 13 и код частоты с выхода генератора 1, подключенного к информационному входу ключа 13, поступает на первый вход арифметического блока 1 5 .

Уравнение движения механической системы с внутренним трением имеет вид

( )S(x,co)f (х) ,

где S(x,co) - комплексные амплитуды

колебаний системы в точках х; f(.(x) - внепшяя сила;

со - частота воздействия; А - инерционный оператор системы;C|- + iC; - вязкоупругий оператор

системы, причем

с; vCr,

где tf --- коэффициент поглощения энегии в механической системе С - упругий оператор системы. Дифференцируя результат решения для амплитуды виброперемещения, Sa(co) и для амплитуды виброскорости VQ(CO) и приравнивая его нулю, получаем

при Q

5Q

CD

г,к

) Эсд

о при СО

va

Значение частоты сОд определено. Для определения значения частоты частоты максимума амплитуды виброскорости, используется зависимость вида

,

который связывают на частоте со ампли туды виброперемещения Sg и виброскорости Vjj используемого объекта.

Сигнал виброперемещения снимается с выхода фильтра 10 и поступает на вход аналогового перемножителя 17, на другой вход которого подается сиг нал, пропорциональный частоте. Пе- р емножитель 17 выполняет действие, указанное в правой части вьшеприве- денного математического соотношения, а подключенный к выходу перемножителя 17 амплитудный детектор 12 выполняет операцию определения частоты W Q,a, при которой 9 Vji(со) При этом импульс на входе ключа 14 разрешает поступление кода частоты с генератора 1 на второй вход арифметического блока 15.

Исходя из вьш1еприведенных выражений для частот fOg и со следует, что

9

А

GDva-CO

3СО

Эту вычислительную операцию выполняет арифметический блок 15. Результат вычислений поступает в блок 16 индикации.

Формула изобре те кия

Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в о.бъек- те при колебаниях, содержащее генера- ратор, усилитель мощности, вибратор и два вибропреобразователя,.основной

.5

10

15

20

04836-

выход генератора через усилитель мощности подключен « входу вибратора, с которым механически жестко связаны два вибропреобразователя и объект, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены два согласующих усилителя, два гетеродинных сопровождающих фильтра, два амплитудных детектора, два ключа, аналоговый перемножитель, арифметический блок и блок индикации, а генератор выполнен с входом компрессии и тремя дополнительными выходами управления, к«ода частоты и нап ряжения, пропорционального частоте, выход первого вибропреобразователя через первый согласующий усилитель подключен к сигнальному входу первого гетеродинного сопровождающего фильтра, выход которо го подключен к входу компрессии генератора, выход управления которого подключен к входам управления первого и второго гетеро25 динных сопровождающих фильтров, выход второго вибропреобразователя через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго гетеродинного сопровождающего фильт30 ра, выход которого через первый амплитудный детектор подключен к входу управления первого ключа, выход которого подключен к первому входу арифметического блока, выход которого

ос подключен к входу блока индикации, выход второго гетеродинного сопровождающего фильтра подключен к первому входу аналогового перемножителя, выход которого через второй ампли40 тудный детектор подключен к входу управления второго ключа, выход которого подключен к второму входу арифметического блока, выход кода частоты генератора подключен к информацион45 ным входам первого и второго.ключей, выход напряжения, пропорционального частоте генератора, подключен к второму входу аналогового перемножителя.