Способ измерения вибрационного ускорения и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01H9/00 

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к средствам для измерения виброускорения, и предназначено для использования при калиб- ровке виброизмерительных преобразователей ускорения или виброиспытаний изделий на вибрационных стендах,

Цель изобретения - сокращение Ере- мени измерений и повышение достовер- ности результатов измерений.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения вибрационного ускорения,

Устройство содержит генератор 1 синусоидального сигналаj возбудитешь 2 вибрации с преобразователем 3 механических колебаний, трвый ключ 4 и счетчик 5, соединенные последовательно, первый триггер 6, подключенньш выходом к второму входу первого кхпо- ча 4, второй ключ 7, одним входом подключенньй к выходу генератора 1, а выходом через третий ключ 8 подсоединенный к входу прямого счета ре- версивного счетчика 9, тактовый генератор 10, управляющим ВХОДОМ соединенный с выходом второго триггера 11 а выходом - с третьим ключом 8 и пер вьми входами обоих триггеров 6 и 11 , четвертый ключ 12, через который генератор 13 сброса подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика 9.

Способ измерения вибрационного ускорения реализуют следующим образом.

Возбуждаемые механические колебания преобразуют в ряд перемещаюпдаххя через заданкзло точку контрастных по- лос и подсчитьтают число этих полос в единицу времени.

Зависимости пиковых значений параметров синусоидальных механических колебаний при измерении их 1адтерфе- ренционным измерительным преобразователем от длины волны А лазера, частоты F смены .контрастных полос и частоты f виброколебаний выражаются следующими уравнениями:

Амплитуда колебания

S S,

Скорость виброколебаний V 2flfSg;

Ускорение виброколебаний S ,.

Делая дальнейшие преобразованияj имеют

S 41 f4 25 fS 21T f : 2 f V

Известно, что

S - - 3 8-f

1

Тогда, исходя из Т j , где Т период колебания, можно записать

7

V

J:

Указанные уравнения свидетельствуют о том, что при измерении амплитуды виброколебаний импульсы F подсчитываются за время, пропорциональное периоду Т колебаний вибростола; при измерении скорости виброколебаний импульсы F подсчитьшаются в; течение

постоянного интервала времени

7/Л

(независимо от частоты колебаний); при измерении ускорения импульсы F подсчитьшаются за время, пропорциональное частоте f колебаний,

Таким образом, для измерения виброускорения подсчет числа перемещающихся полос производится за интервал времениS прямо пропорциональный численному значению частоты возбуждаемых механических колебаний,

Измерение осуществляют следующим образом.

Возбуждаемые механические колебания преобразуют с помощью интерференционного преобразователя, световой решетки или другим способом в ряд перемещающихся контрастных полос,

Количество полос, проходящих через данную точку, фиксируется, например, фотодиодом, пpeoбpaзyющи i полосы в электрические ш-тульсы. Частота и уровень механических колебаний, созда- ваемых возбудителем 2, задаются генератором 1 синусоидального сигнала. На возбудителе 2 установлен преобразователь 3 механических колгбаний; на выходе которого число импульсов соответствует числу контрастных полос проходящих в точке установки элемен314

та, фиксирующег о полосы. Kojij-гчество импульсов подсчитьшается счетчиком 5 Штервал времени подсчета импульсов задается ключом 4 с помощью реверсивного счетчика 9, тактового генератора 10, генератора 13 сброса; двух триггеров 6 и 11 и трех ключей 7, 8 и 2

Дття начала цикла измерений на в то- рой триггер 1 от внешнего устройства подается вд-шульс запуска„ Триггер 11 открывает второй ключ 7, и ; мпуль- сь с генератора 1 синусоидального сигнала поступают на третий ключ 8, а с него - на вход прямого счета реверсивного счетчика 9. Бремя,, в течение которого открыт третий ключ 8, определяется тактовым генератором 10, запускаемым при включении триггера 1 1 „

По окончании и fпyльca тактового генератора, длительность которого выбрана в общем случае равной 1 с 5 выключается триггер 11, запирается ключ 8 и прекращается подсчет импульсов генератора 1,

По истечении времени счета рл-тупь- сов генератора 1 синусоидального сигнала в реверсивном счетчике 9 записы- вается число, соответствующее частоте генератора 1 илИ; что то же самое, частоте воспроизводимой вибрации.

Задним фронтом импульса тактового генератора 0 включается триггер 6, который открывает ключ 4 для подсчета импульсов преобразователя 3 счетчиком 5, Одновременно через ключ 2 на вход обратного счета реверсивного счетчика 9 поступают импульсы с ге нератора 3 сброса и в нём происходит сброс записанного ранее числа. При обнулении счетчика 9 выключается триггер &5 прекращается подсчет пульсов с преобразователя 3$ и вклю- чается триггер 11, автоматически повторяя цикл измерений,

До окончания следующего цикла на счетчике 5 индицируется число, соответствующее воспроизводимому возбу- дителем 2 виброускорению.

Запись в реверсивный счетчик 9 импульсов, число которых всегда соответствует частоте воспроизводимой

вибрации, и по СЛеДуЮПЩЙ сброс этого

числа генератором 13 сброса с постоянной частотой до обнуления позволяют получить интервал времени счета импульсов преобразователя 3, прямо про1 2

порцион альньп частоте в ос гфоиз водимой вибрации.

Для того, чтобы показания ка 5 численно соответствовали виброускорению, частота генератора сброса должна быть выбрана из условия

.и ii

f. К

где fj- частота генератора сброса,

Гц|

п - целее число, выбираемое в со - ответстБни с измеряемым дзш- пазоно г виброускорения и требуемой точностью измерения. Возможность непосредственного отсчета виброускорения воспроизводкмых 1еханических колебаний позволит сократить время, затрачиваемое на измерения , и время испытаний изделзпЧ или капибровкн виброизмерительных преобразователей а также повысить достоверность измерений за счет иск :1юче- ния операций намерения частоты вос производрлчой вибраци:-; и да,пькей ней математической обработки результатов измерений

о р

л а изобретения

-, Спосоь измерения вибрационного ускорения5 заключающийся в том, что в объекте возбуждают механг-гческие колебания, преобраз тст ix в ряд пе-- ремещающихся через заданн то точку контрастных полос и подсчитывают число этих полос в заданньш интервал времени, отличающийся теМ; что, с целью сокращения времени и повьппения достоверности результатов измерения, временной интервал выбирают прямо пропорциональным численному значение частоты возб окдаемых Ь5еханических колебаний.

2.«Устройство для измерения вибрационного ускорения,, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных сигналов, возбудитель вибрации с преобразователем механичес кюс колебаний и индикатор, о сличающееся тем, что, с. целью измерения виброускорения, оно снабжено первым ключом, выход которого соединен с индикатором, первым тригге- poMj вторым триггером, тактовым генератором, последовательно соединенными вторым ключом, третьим ключом, ревер51

сивным счетчиком, выход которого соединен с первыми входами обоих триггеров, последовательно соединенными генератором сброса и четвертым ключом, вькод которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика, выход первого триггера соединен с вторыми входами четвертого и первого ключей, выход генератора синусоидальных сигналов соединен с первым входом второго ключа, а выход второго триггера - с вторым входом второго ключа и управляющим входом тактового генератора, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа и вторыми входами первого и второго триггеров, а индикатор вьтолнен в виде счетчика с цифровой индикацией,

3, Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и повы4394126

шения надежности считьшания результатов, показания счетчика приводят к соответствию численного значения воспроизводимого ускорения заданной системы единиц, для чего частоту генератора сброса выбирают из соотношения

to

f К 10

,

где f - частота генератора сброса, Гц;

коэффициент, учитьшающий заданную систему единиц; целое число, выбираемое в зависимости от диапазона измеряемых ускорений и требуемой точности измерения; расстояние между контрастными полосами, мкм.

К п Д

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам- для измерения виброускорения, и предназначено для использования дри калибровке виброизмерительных преобразователей ускорения или виброиспытаний изделий на вибрационных стендах. Целью изобретения является сокращение времени измерений и повышение досто - . верности результатов измерений параметров вибросигналов. Способ измерения вибрационного ускорения заключа ется в том, что в объекте возбуждают механические колебания, преобразуют их в ряд перемещающихся через заданную точку контрастных полос и подсчитывают число этих полос за интервал времени, прямо пропорциональный , частоте возбуждаемых механических колебаний. Для реализации этого способа устройство содержит генератор синусоидального сигнала, возбудитель вибрации с преобразователем механических колебаний, первый ключ и счетчик, соединенные последовательно, первый триггер, подключенный выходом к второму входу первого ключа, второй ключ, одним входом подключенный к выходу генератора, а выходом - через третий ключ присоединенный к входу реверсивного счетчика, тактовый генератор, управляющим входом соединен- ньй с выходом второго триггера, а выходом - с третьим ключом и первыми входами обоих триггеров, четвертый ключ, через который генератор сброса § подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика. Количество полос, проходящих через заданную точку, преобразуется фотодиодом в электрические импульсы. Частота и уровень механических колебаний, создаваемых возбудителем, задаются генератором синусоидальных колебаний. На возбудителе установлен преобразователь механических колебаний, на выходе которого число импульсов соответствует, числу контрастных полос. Количество импульсов подсчитывается счетчиком. Интервал времени подсчета импульсов задается ключом с помощью реверсивного счетчика, тактового генератора, генератора сброса, двух триггеров и трех ключей. 2с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ю м