Устройство для виброиспытаний Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

Фм.1

Изобретение относится к испытательной технике, конкретно к устройствам для вибрационных испытаний механических объектов.

Цель изобретения - расширение фун- кциональных возможностей устройства путем определения коэффициента демпфирования для систем, собственная частота которых лежит за пределами рабочего диапазона устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства для виброиспытаний.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний с блоками компрессии и развертки частоты, подключенный через усилитель 2 к вибровозбудителю 3, два вибропреобразователя 4 и 5, из которых первый установлен на вибровозбудителе 3, а второй - на испытуемом объекте 6, первый 7 и второй 8 сопровождающие фильтры, подключенные каждый сигнальным входом к соответствующему вибропреобразователю, а управляющим входом - к выходу генератора 1 синусоидальных колебаний, блок 9 выделения максимума, соединенный с вы- ходом второго сопровождающего фильтра 8, первый ключ 10, информационный вход которого связан с выходом кода частоты генератора 1 синусоидальных колебаний, второй ключ 11, блок 12 обработки инфор- мации, связанный с выходами первого 10 и второго 11 ключей, блок 13 индикации, вход которого связан с выходом блока 12 обработки информации, измеритель 14 разности фаз, входы которого подключены к выходам сопровождающих фильтров 7 и 8, а выход подключен к информационному входу второго ключа 11, управляющий вход которого подключен к выходу блока 9 выделения максимума.

Устройство работает следующим образом.

Генератор, 1 синусоидальных колебаний осуществляет развертку частоты (о электрического сигнала в заданном диапазоне. Сиг- нал после усиления усилителем 2 преобразуется вибропреобразователем в механические колебания, уровень которых стабилизируется цепью компрессии: вибровозбудитель 3 - вибропреобразователь 4сопровождающий фильтр 7 - усилитель 2. Сигнал отклика объекта 6, снимаемый с вибропреобразователя 5, поступает через второй сопровождающий фильтр 8 на блок 9 выделения максимума и на первый вход из- мерителя 14 разности фаз. На второй вход измерителя 14 разности фаз поступает сигнал с первого вибропреобразователя 5 через сопровождающий фильтр 7. В момент прохождения максимума кривой амплитудно-частотной характеристики, выделяемого блоком 9, последний вырабатывает импульс, поступающий на управляющий вход первого ключа 10. В регистр 15 переменной блока 12 записывается код частоты Ор , поступающий на информационный вход ключа 10 с выхода кода частоты генератора 1 синусоидальных колебаний и на второй ключ 11, по которому код сдвига фаз с выхода измерителя 14 разности фаз записывается в регистр 16 переменной блока 12. В качестве блока 12 в устройстве могут быть применены микроЭВМ, контроллеры, например Электроника МС2702. Результат вычисления поступает в блок 13 индикации. Колебания механической системы вблизи резонанса достаточно точно могут быть описаны уравнением движения системы с одной степенью свободы, решение которого для амплитуды установившихся колебаний имеет вид

2 -Z

V(1 -V2)2+4dV

где Z- амплитуда вынужденных колебаний системы;

ZCT - прогиб под действием статической внешней силы, равной ее обобщенной амплитуде;

д - коэффициент демпфирования;

V - коэффициент расстройки, причем

ш

V

СУок

где а) - текущее значение частоты колебаний;

Шок - собственная частота соответствующей консервативной системы.

Максимум Z - максимум кривой амплитудно-частотной характеристики достигается на частоте

Op - 2

которая является собственной частотой рассматриваемой диссипативной системы - частотой амплитудного резонанса.

Фазовый сдвиг ропределяется по зависимости

„ агад 2&

0Јк -ОТ

Коэффициент демпфирования 5 определяется по зависимости

. tgp

При использовании микроЭВМ Электроника МС 2702 для вычисления значений коэффициента б демпфирования можно

использовать формулу для вычисления тангенса угла tg# х+(1/3}х3+(2/1$с5+ +(17/315)х7-ф2/2835} 9+... где х - измеренный угол, рад.

Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет определения коэффициента демпфирования для систем, собственная частота которых лежит за пределами рабочего диапазона устройства. Формула изобретения Устройство для виброиспытаний, содержащее генератор синусоидальных колебаний с блоками компрессии и развертки частоты, подключенный через усилитель к вибровозбудителю, два вибропреобразователя, из которых первый установлен на вибровозбудителе, а второй - на испытуемом объекте, первый и второй сопровождающие фильтры, подключенные каждый сигнальным входом к соответствующему вибропреобразователю, а управляющим входом - к

выходу генератора синусоидальных колебаний, блок выделения максимума, соединенный с выходом второго сопровождающего фильтра, первый ключ, информационный

вход которого связан с выходом кода частоты генератора синусоидальных колебаний, второй ключ, блок обработки информации, связанный с выходами первого и второго ключей, и блок индикации, вход которого

связан с выходами блока обработки информации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем определения коэффициента демпфирования для систем,

собственная частота которых лежит за пределами рабочего диапазона устройства, оно снабжено измерителем разности фаз, входы которого подключены к выходам сопровождающих фильтров, а выход подключен к

информационному входу второго ключа, управляющий вход которого подключен к блоку выделения максимума.

Изобретение относится к испытательной технике, конкретно к устройствам для вибрационных испытаний механических объектов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем определения коэффициента демпфирования за пределами рабочего диапазона устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний с блоками компрессии и развертки частоты, усилитель 2, вибровозбудитель 3, два вибропреобразователя 4 и 5, испытуемый обьект 6, два сопровождающих фильтра 7 и 8, измеритель 14 разности фаз, блок 9 выделения максимума, два ключа 10 и 11, блок 12 обработки информации, два регистра 15 и 16, блок 13 индикации. Расширение функциональных возможностей устройства достигается за счет определения коэффициента демпфирования без измерения собственной частоты по формуле б Qj/tg tp, где д - коэффициент демпфирования; резонансная частота; -сдвиг фазы tg p х+(1/3)х3+ -K2/15)5+(17/315jx7+(62/2835)x9+... 3 ил.

Фиь.2

Граница рабочего виапазона

Границарад очего I диапазона