Способ определения коэффициента демпфирования и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения демпфирующих свойств механических объектов, t Цель изобретения - повышение точ- НО.СТИ измерения за счет того, что предложенная совокупность операций характеризуется простой формулой для вычисления коэффициента демпфирования Ю i при достаточном разносе измеряемых частот.

На чертеже приведена блок-схема устройства осуществления способа определения коэффициента демпфиро- 15 вания.

Устройство Содержит последовательно соединенные генератор 1, регулируемые усилитель 2 и вибратор 3, на I котором размещен первый вибропреоб- 20 I разователь 4, второй вибропреобразо- ; ватель 5, фазовый детектор 6, первый i 7 и второй 8 сопровождающие фильтры, подключенные сигнальными входами к вибропреобразователям А и 5, а управ- 25 лянщими - к управляющему выходу генератора 1, блок 9 выделения максимума, блок 10 вьщеления минимума, первый 11 и второй 12 ключи, информационные входы которых подключены к выходу 30 кода частоты генератора 1, а управляющие входы - к выходам соответствен- . но блоков выделения максимума и минимума, аналоговый перемножитель 13, первый вход которого подключен к вы- ,с ходу второго сопровождающего фильтра 8, а выход - к входам блоков 9 и 10, функциональный преобразователь 14, вход KoTof)oro подключен к выходу фазового детектора 6, а выход - к рому входу аналогового перемножителя, вычислительный блок 15, входы которого подключены к выходам ключей 11 и 12, и блок 16 индикации, подключенный к выходу вычислительного блока. дс

Способ определения коэффициента демпфирования осуществляется следующим образом.

Генератор 1 осуществляет развертку частоты электрического сигнала в заданном частотном диапазоне. Усиленный усилителем 2 этот сигнал поступает на вибратор 3, возбуждая колебания установленного на нем o6beKta 17. При этом вибррпреобразователь 4, ус- тановленный на вибраторе, и вибрс- преобразователь 5, располагаемый на объекте 17, вырабатывают соответствующие сигналы, :

50

t Ю

15

20 25 30. с о с

0

Сигнал с вибропреобразователя 4 через первый сопровождающий фильтр 7 управляет усилителем 2, осуществляя стабилизацию заданного уровня колебаний. Сигнал отклика объекта 17, снимаемый с вибропреобразователя 5, поступает через второй сопровождающий фильтр 8 первый вход аналогового перемножителя 13. С единичных управляющих выходов сопровождающих фильтров 7 и 8 сигналы поступают на входы фазового детектора 6, с выхода которого через функциональный преобразователь 14, регулирующий функцию cos, сигнал поступает на второй вход аналогового перемножителя 13. В момент прохождения максимума сигнала с выхода перемножителя 13, что соответствует максимуму действительной составляющей частотной характеристики системы, блок 9 выделения максимума вырабатывает, им- пуль, который открывает ключ 11, и код частоты с выхода генератора 1 поступает на первый вход вычислительного блока 15.

Процесс развертки частоты продолжается, и в момент достижения минимума сигнала с выхода перемножителя 13, что соответствует минимуму действительной составляющей частотной характеристики системы, срабатывает блок 10 вьщеления минимума, подавая команду на управляющий вход второго ключа 12, в результате чего на второй вход вычислительного блока 15 с выхода генератора 1 поступает код соответствующей частоты.

Вычислительный блок 15 осуществляет вычисление значения коэффициента демпфирования по формуле

. ( Wa - U, ),

где & - коэффициент демпфирования,

имеющий размерность частоты, представляющий отношение затухания к периоду колебаний;

СО, - частота максимума действительной составляющей частотной характеристики; ЬО, - частота минимума.

Результат вычисления поступает в блок 16, где индицируется.

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента демпфирования объекта, включающий возбуждение вынужденных колебаний и диапазоне частот прирезонансной области, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, получают при постоянном уровне возбуждения в диапазоне частот частотную характеристику системы, определяют частоту, при которой действительная составляющая частотной характеристики имеет максимум, и частоту, при кото- рой действительная составляющая частотной характеристики имеет минимум, а коэффициент демпфирования определяют по формуле

8

1

(г-СО,),

СО, - частота максимума характе-- ристики;

С0(| - частота минимума характеристики .

2. Устройство для определения коэффициента демпфирования объекта, содержащее последовательно соединен- JQ ные генератор, регулируемый усилитель и вибратор, первый вибропреобразова- тель,размещенный на вибраторе, вто- рой вибропреобразователь,устанавливае0

5

0

5

Q мый на исследуемом объекте, первый и второй сопровождающие фильтры, подключенные казкдый сигнальным входом к соответствующему вибропреобразователю, управляющим йходом - к управляющему выходу генератора, а выход первого фильтра подключен к управляющему входу усилителя,блок выделения максимума, первый и второй ключи, информационные входы которых подключены к выходу кЪда частоты генератора, а управляющий вход первого ключа подключен к выходу блока выделения максимума, вычислительный блок, входы которого подключены к выходам ключей и блок индикации, включенный на .выходе вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, оно снабжено фазовым детектором, выходы которого подключены к управляющим выходам сопровожающих фильтров ,функциональ- ным преобразователем, вход которого подключен к выходу фазового детектора, аналоговым перемно ителем, выходы которого подключены к выходам функционального преобразователя и второго сопровождающего фильтра, а выход - к ВХОДУ блока вьщеления максимума, и блоком вьзделения минимума, выход которого подключен к выходу перемножителя, а выход - к управляющему входу второго ключа..

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения демпфирующих свойств объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения, достигается за счет упрощения формулы, по которой производится вычисление коэффициента демпфирования. При осуществлении операций способа измеряют последовательно частоты максимума и минимума действительной части частотной характеристики, получаемой при разработке частоты возбуждения вибра- тора, а затем вычисляется их полуразность. Достаточный разнос частот при этом и простая формула вычисления позволяют повысить точность измерения за счет уменьшения вычислительных ошибок. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. С/) С