Устройство для измерения амплитуды механических колебаний Советский патент 1990 года по МПК G01H11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для змерения параметров механических своодных колебаний испытуемых образцов консольного типа и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1404834.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения декремента затухания механических свободных колебаний.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные акселерометр 1, блок 2 управления и первый интегратор 3, второй интегратор 4, источник 5 постоянного тока, логометр 6, последовательно соединенные третий интегратор 7, инвертор 8, сумматор 9 и измерительный прибор 10, реле 11с одним замыкающим и одним размыкающим контактами 12 и 13, первый и второй диоды 14 и 15. Блок 2 управления содержит первое реле 16 блока 2 управления с двумя замыкающими контактами 17и 18 и двумя переключающими контактами 19 и 20, второе реле 21 блока 2 управления с двумя замыкающими контактами 22 и 23, двумя размыкающи- ми контактами 24 и 25 и одним переключающим контактом 26, первый, второй и третий диоды 27, 28 и 29 блока 2 управления. Катод первого диода 27 блока 2 управления и анод второго диода 28 блока 2 управления объединены и являются первым входом блока 2 управления. Катод второго диода 28 блока 2 управления подключен к аноду третьего диода 29 блока 2 управления и через размыкающие контакты 24 второго реле 21 блока 2 управления и замыкающиеся контакты переключающих контактов 19 первого реле 16 блока 2 управления подключены к первому выходу блока 2 управления. Анод первого диода 27 блока 2 управления через замыкающие контакты 17 первого реле 16 блока 2 управления подключен к первому выводу второго реле 21 блока 2 управлен /ш, который через свои размыкающие контакты 22 подключен к второму входу блока 2 управления. Катод третьего диода 29 блока 2 управления подключен к первому выводу первого реле 16 блока 2 управления, вторые выводы первого и второго реле 16 и 21 блока 2 управления объединены и подключены к третьему входу блока 2 управления. Катод третьего диода 29 блока 2 управления через замукающие контакты 18 первого реле 16 блока 2 управления подключен к третьему входу блока 2 управления, который через размыкающие

контакты 25 второго реле 21 блока 2 управления и замыкающиеся контакты переключающих контактов 20 первого реле 16 блока 2 управления подключен к второму выходу блока 2 управления. Размыкающиеся контакты переключающих контактов 19 и 20 первого реле 16 блока 2 управления подключены соответственно к пятому и шестому входам блока 2 управления, к которым под- 0 ключены соответственно выходы первого и второго интеграторов 3 и 4. Вход второго интегратора 4 подключен к второму выходу блока 2 управления. Клеммы -, Нейтраль и + источника 5 постоянного тока подклю- 5 чены соответственно к второму, третьему и четвертому входам блока 2 управления. Выходы первого и второго интеграторов 3 и 4 подключены к соответствующим входам ло- гометра 6, первый и второй выходы которого 0 соединены с клеммой Нейтраль источника 5 постоянного тока. Выход первого интегра- тора 3 подключен к второму входу сумматора 9. Анод первого диода 14 и катод второго диода 15 объединены и подключены к выхо- 5 ду акселерометра 1. Катод первого диода 14 через замыкающие контакты 23 второго реле 21 блока 2 управления подключен к первому выводу реле 11, который через свои замыкающие контакты 12 подключен к 0 клемме + источника 5 постоянного тока.. Второй вывод реле 11 подключен к клемме Нейтраль источника 5 постоянного тока. Анод второго диода 15 через размыкающие контакты 13 и замыкающиеся контакты пе- 5 реключающих контактов 26 подключен к входу третьего интегратора 7, выход которого подключен к размыкающимся контактам переключающих контактов 26. Измеряются амплитуда колебаний и декремент их зату- 0 хания образца 30.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении под действием нагрузки F испытуемый образец 30 прогиба- 5 ется. Первое и второе реле 16 и 21 блока 2 управления находятся в выключенном состоянии. Выходные сигналы первого, второго и третьего интеграторов 3, 4 и 7 равны нулю. Акселерометр 1 жестко соединен с 0 испытуемым образцом 30. Направление оси чувствительности акселерометра 1 совпадает с направлением воздействия нагрузки F. С момента снятия нагрузки F с испытуемого- образца 30 начинается его свободное дви- 55 жение. На выходе акселерометра 1 формируетсязл ктрическийсигналотрицательной полярности.

В момент Ti изменения полярности выходного сигнала акселерометра 1 его положительная полуволна проходит через

второй и третий диоды 28 и 29 блока 2 управления, обмотку первого реле 16 блока 2 управления и клемму О источника 5 постоянного тока. Первое реле 16 блока 2 управления включается. Своими замыкающими контактами 17 оно самоблокируется, замы- хающими контактами 17 подготавливает электрическую цепь для срабатывания второго реле 21 блока 2 управления, а переключающими контактами 19 и 20 включает первый и второй интеграторы 3 и 4 в работу. Первый интегратор 3 интегрирует и накапливает выходной сигнал акселерометра 1, а второй интегратор 5 - постоянный сигнал от источника 3 постоянного тока.

В момент Т2 очередного изменения по- лярности выходного сигнала акселерометра 1 включается второе реле 21. С помощью замыкающих контактов 22 второе реле 21 блока 2 управления блокируется, с помощью размыкающих контактов 24 и 25 ос- танавливает процесс интегрирования первым и вторым интеграторами 3 и 4 соответственно, С помощью замыкающих контактов 23 подготавливают электрическую цепь включения реЛе 11, а с помощью пере- ключающих контактов 26 включает третий интегратор 7 в работу. Выходные сигналы зарядов первого и второго интеграторов 3 и 4 поступают на обмотки логометра 6, указательная стрелка которого перемещается на величину, равную отношению токов в обмотках этого логометра 6 и, следовательно, значению искомой амплитуды колебаний испытуемого образца 30 при любой частоте (периоде) этих колебаний.3

Выходной сигнал третьего инteгpaтopa 7 поступает через инвертор 8 на первый вход сумматора 9, на другой вход которого подается выходной сигнал первого интегратора 3. Разностный сигнал на выходе сумма- 4 тора 9 поступает на измерительный прибор 10. В результате взаимного сравнения проинтегрированных полуволн положительной и отрицательной полярности в интервалах Ti-T2 и Т2-Тз делается количественная оцен- 4 к: величины коэффициента затухания (декремента затухания), что позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого устройства.

В момент Тз очередной смены полярно- 5 сти сигнала выходной сигнал акселеромет

ра 1 поступает через первый диод 14 и за- мыкающие контакты 23 второ го реле 21 блоки 2 управления на обмотку реле 11, которое при этом включается. При включении реле 11.в работу осуществляется его самоблокировка замыкающими контактами 12 и остановка процесса интегрирования третьим интегратором 7 размыкающими контактами 13 второго реле 21 блока 2 управления.

Для приведения электрической схемы устройства в исходное состояние отключается его питание. При этом первый, второй и третий интеграторы обнуляются.

0

Формула изобретени-я Устройство для измерения амплитуды механических колебаний по авт. ев, № 1404834. отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных можностей путем обеспечения измерения декремента затухания механических свободных колебаний, оно снабжено последовательно соединенными третьим интегратором, инвертором, сумматором и измерительным прибором, первым и вторым диодами, реле с одним замыкающим и одним размыкающим контактами, второе реле блока управления выполнено с дополнительными замыкающим и переключающим контактами, первый вывод обмотки реле подключен к клемме Нейтраль источника постоянного тока, анод первого диода и катод второго диода объединены и подключены к выходу акселерометра, катод первого диода через размыкающий контакт второго реле блока управления подключен к второму выводу обмотки рете с одним замыкающим и одним размыкающим контактами, который подключен через его замыкающий контакт к клемме + источника постоя нного тока, анод второго диода через последовательно соединенные размыкающие контакты реле с одним замыкающим и одним размыкающим контактами и замыкающиеся контакты переключающих контактов второго реле блока управления подключен к входу интегратора, выход интегратора через размыкающиеся контакты: переключающих контактов второго реле блока управления подключен к его входу, второй вход сумматора подключен к выходу первого интегротора.

и t

О

и.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических свободных колебаний испытуемых образцов консольного типа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения наряду с амплитудой механических колебаний и декремента их затухания. Первым интегратором 3 интегрируется положительная полуволна сигнала акселерометра 1, третьим интегратором 7 интегрируется отрицательная полуволна сигнала акселерометра 1. Второй интегратор 4 интегрирует сигнал от источника 5 постоянного тока. По сигналу первого и второго интеграторов 3 и 4 логометр 6 определяет амплитуду колебаний. По сигналам первого и третьего интеграторов 3 и 7 сумматор 9 определят декремент их затухания, который индицируется измерительным прибором 10. За счет третьего интегратора 7, инвертора 8, сумматора 9 и реле 11 обеспечивается возможность измерения декремента затухания механических колебаний. 2 ил.

о

5

Фиг.2

и

10