Устройство для измерения механической добротности изделий Советский патент 1991 года по МПК G01N29/16 

Изобретение относится к неоазрушаю- щим испытаниям и может быть -лспользова- но для определения механической добротности изделий из различных материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет снижения случайных погрешностей.

На фиг, 1 представлена Функциональная схема устройства для измерения механической добротности изделий; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения механической добротности изделий содержит (фиг. 1) последоаательно электроакустически соединенные генератор 1, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, усилитель 4, амплитудный детектоо 5, блок 6 дифференцирования, блок 7 измерения отношения, блок 8 усреднения, пиковый детектор 9 и индикатор 10. Излучающий преобразователь 2 и приемный преобразователь 3 разделены контролируемым изделием 11.

Устройство для измерения механической добротности изделий работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает (фиг. 1) сигнал в виде радиоимпульса с прямоугольной огибающей и синусоидальным заполнению

ем. Частота синусоидального заполнения выбирается близкой к одной из частот собственных колебаний контролируемого изделия 11. Радиоимпульс подается на /,з- лучающий преобразователь 2, где преобра- зуется в механические колебаний. Излучающий пареобрззователь 2 возбуждает в контролируемом изделии 11 вынужденные механические колебания, частота которых близка одной из частот его собственных ко- лебаний. Длительность радиоимпульса выбирается большей, чем длительность переходных процессов в контролируемом изделии 11. После окончания радиоимпульса контролируемое изделие 11 совершает сво- бодные затухающие колебания. Приемный преобразователь 3 преобразует колзбания контролируемого изделия 11 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 4. На выходе усилителя 4 выделяется напряжение Uyc, изменяющееся по закону

UyC(t) Uo84zts nft t

где Uo - амплитуда колебаний контролируемого изделия 11 в момент окончания радиоимпульса,

а- коэффициент затухания колебаний;

G) - частота свободных колебаний;

t - время.

С выхода усилителя 4 сигнал (фиг. 2. а) поступает на вход амплитудного детектора 5, где выделяется огибающая сигнала Удет (фиг. 2, б}, которая описывается формулой

Одет (t) - Uoe

С выхода.амплитудного детектора 5 сигнал (фиг. 2, б) поступает на первый и через блок 6 дифференцирования на второй входы блока 7 измерения отношения.

На выходе блока 6 дифференцирования выделяется сигнал УдифСфиг. 2, в), описываемый формулой

Одиф (t) - О. Uoe

На выходе блока 7 измерения отношения выделяется сигнал DOTH (фиг. 2, г), описываемый формулой:

I,, 11 -Л

11 удиф d Uoe JOTH - i. TTf

иАетиоеД

Оо.

Т.е. на выходе блока 7 измерения отношения выделяется сигнал прямо пропорциональный значению коэффициента затухания свободных колебаний контролируемого изделия 11. Блок 8 усреднения предназначен для усреднения по времени сигнала, поступающего с выхода блока 7 измерения отношения. Далее сигнал поступает на вход пикового детектора 9. Пиковый детектор 9 предназначен для хранения усредненного значения напряжения UOTH в течение времени, достаточного для фиксирования его индикатором 10. С выхода пикового детектора 9 сигнал (фиг. 2, д) поступает на вход индикатора 10. Индикатор 10 предназначен для измерения и индикации значения напряжения, пропорционального коэффициенту затухания.

Механическая добротность контролируемого изделия 11 определяется по формуле ш

0

Id

Использование изобретения позволяет повысить точность измерений, поскольку снижается влияние случайных воздействий, а следовательно, и случайная погрешность за счет того, что значение коэффициента затухания усредняется за время процесса затухания.

Формула изобретения Устройство для измерения механической добротности изделий, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель и амплитудный детектор, пикоаый детектор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет снижения случайных погрешностей, оно снабжено последовательно соединенными блоком дифференцирования, блоком измерения отношения и блоком усреднения, выход которого соединен с входом ы швого детектора, подключенного выходом к входу индикатора, а выход амплитудного детектора подсоединен к входу блока дифференцирования и к второму входу блока измерения отношения.

Изобретение относи гсч к нсразрушаю- щим испытаниям и можег быть использовано для определения механической добротности изделий из разл /,иных материалов. Цель изобретения - повышение тоиности измерений за счет снижения случайных погрешностей. Сигналом с выхода генератора 1 возбуждается излучающий преобразователь 2, приводящий в колебание контролируемое изделие 11. После скончания возбуждения изделие 11 совершает свободные колебания, которые регистрируются приемным преобразователем 3, сигнал с выхода которого усиливается усилителем 4 и в амплитудном детекторе 5 выделяется его огибающая. В блоке 7 измерения отношения выделяется сигнал, пропорциональный отношению продифференцированного в блоке 6 дифференцирования значения огибающей к значению огибающей. 8 блоке 8 усреднения сигнал, пропорциональный коэффициенту затухания свободных колеоаний изделия 11, усредняется во времени измерения, после чего поступает на пиковый детектор 9 и индицируется индикатором 10, что позволяет уменьшить случайную погрешность измерений. 2 ил.