Устройство для испытаний на виброустойчивость Советский патент 1993 года по МПК G01H17/00 

Изобретение относится к устройствам для вибрационных испытаний и может быть использовано при проведении вибрационных исследований элементов и устройств автоматики.

Цель изобретения - увеличение точности определения границы виброустойчивости,.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для испытаний на виброустойчивость содержит генератор шума 1, блок фильтров 2, усилитель мощности 3. вибратор-стенд 4 с закрепленными на нем испытываемым объектом 5 и виброизмерительным преобразователем 6, первый 7 и второй 8 спектрометры, первый 9 и второй 10 блоки деления, первый 11. второй 12 и третий 13 блоки умножения, задатчики предельно Допустимой величины i-ro выходного параметра 15 и ширины частотного Диапазона 14. Выход генератора шума 1 через последовательно связанные блок фильтров 2 и усилитель мощности 3 связан с входом вибратора-стенда 4. Вход первого спектрометра 7 связан с выходом виброизмерительного преобразователя 6. Первый вход второго спектрометра 8 связан с выходом испытуемого объекта по i-му функциональному параметру 5, а второй вход - с выходом виброизмерительного преобразователя 6. Первый вход первого блока деления 9 связан с выходом первого спектрометра 7, второй - с выходом второго спектрометра 8,- а выход через первый и второй входы и выход первого блока умножения 11с первым входом второго блока умножения 12. Выход за датчика ширины частотного диапазона 14 связан со вторым входом второго блока умножения 12. Выход задатчика предельно допустимой величины выходного сигнала по i-му функциональному параметру 13 связан

М

ю

00

О СО

с первым и вторым входами третьего блока умножения 13. Первый вход второго блока деления 10 связан с выходом третьего блока умножения 13, а второй вход - с выходом второго блока умножения 12.

Предлагаемое устройство для испытаний на виброустойчивость работает следующим образом.

Перед началом испытаний на виброустойчивость с помощью задэтчика ширины частотного диапазона 14 в устройстве задается сигнал, пропорциональный ширине исследуемой полосы частот Af, а с помощью задатчика предельно допустимой величины выходного сигнала 15 в устройство вводится сигнал сгф( , пропорциональный допустимой величине выходного сигнала по i-му функциональному параметру испытываемого объекта 5, С помощью генератора шума 1, блока фильтров 2, усилителя мощности 3 и вибратора - стенда 4,в контрольной точке испытываемого Объекта 5 возбуждаются стационарные случайные вибрации со спектральной плотностью мощности виброускорения типа белый шум в частотном диапазоне шириной Af т8-тц. где fa, fn- соответственно верхняя и нижняя границы частотного диапазона, реализуемого с помощью блока фильтров 2. Сигнал с выхода виброизмерительного преобразователя 6, пропорциональный величине вибрационных ускорений, поступает на вход первого спектрометра 7, на выходе которого получается сигнал, соответствующий величине спектральной плотности мощности вибро- ускоренйя испытуемого объекта SguAf). Одновременно с выхода испытуемого изделия 5 на первый вход второго спектрометра 8 поступает сигнал, пропорциональный текущему значение 1-го функционального параметра объекта. На второй вход второго спектрометра 8 с выхода виброшмеритель- ного преобразователя б поступает сигнал, пропорциональный величине вибрационных ускорений. На выходе второго спектрометра 8 образуется сигнал I S р бщ i (f) I, соответствующий модулю взаимной спектральной плотности i-ro функционального параметра испытываемого объекта и входной вибрации. Сигналы с выхода первого 7 и второго 8 спектрометров поступают соответственно на первый и второй входы первого блока деления 9, а с него на первый и второй входы первого блока умножения 11, на выходе которого образуется сигнал

lHp(f)|2 (ISp.6iui (f ). /

/(Sl,u,(f))2

Сигнал с блока умножения 11 перемножается во втором блоке умножения 12 с

сигналом f, поступающим из задатчика ширины частотного диапазона 14, и на выходе

блока 12 образуется сигнал Af I Hy( f ) I 2, С выхода задатчика предельно допустимой величины выходного сигнала по I-му параметру 15 сигнал поступает на первый и второй входы третьего блока умножения 13, на выходе которого образуется сигнал,

пропорциональный величине alp . Во втором блоке деления 10 этот сигнал делится на сигнал, пропорциональный величине Af I Ну ( f ) I 2, поступающий с выхода второго блока умножения 12. Таким образом, на выходе второго блока деления 10 образуется сигнал 3Гр /( Af I H(f ) I 2 ) , пропорциональный величине границы виброустойчивости испытуемого объекта по IМУ Функциональному параметру.

В известном способе вибрационных испытаний 3 реализован спектральный метод определения величины квадрата модуля амплитудной частотной характеристики

(АЧХ) по соотношению

Н,„ ( f I 2 Sy ( f )

н )

(О

Обычно в реальных вибрационных испытаниях на выходе объекта действует независимый шум, который приводит к смещению оценки lH(f) . Величину смещения можно определить из соотношения 4

I Нуэ( - | Hy(f )2x х(1 + (f)Sy(f) ) ,

где 5выхш(т)

вых и; спектральная плотность мощности шума на выходе объекта.

В предлагаемом устройстве реализован взаимно-спектральный метод определения квадрата модуля АЧХ по соотношению

I.Hp(f)l2(ISp6iul (f)VSgm(f))2

В этом случае наличие шума на выходе объекта не приводит к смещению оценки квадрата модуля АЧХ 4, т.е. точность определения границы виброустойчивости увеличивается,

Таким образом, исследованиями заяви- теля установлено, что предлагаемое устройство позволяет увеличить точность определения границы виброустойчивости за счет определения частотной характеристики испытываемого объекта как отношения взаимной спектральной плоскости мощности 1-го функционального параметра и входной вибрации к спектральной плотности мощности виброускорения входной вибрации.

Формула изобретения Устройство для испытаний на виброустойчивость, содержащее вибростенд с за- крепленным на нем. испытываемом объектом, и виброизмерительный преобразователь, установленный на вибростенде, последовательно соединенные генератор шума, блок фильтров и усилитель мощности, выход которого соединен с входом вибростенда, спектрометр, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности определения границы виброустойчивости, оно снабжено вторым спектрометром, первым, вторым и третьим блоками умножения первым и вторым блоками деления, задатчиком ширины частотного диапазона, задатчиком предельно допустимой величины 1-го функционального параметра испытуемого объекта, первый вход второго спектрометра предназначен для соединения с выходом испытываемого объекта по 1-му функциональному параметру, второй вход - с выходом вибрризмерительного преобразователя, вход первого спектрометра соединен с выходом виброизмерительного преобразователя, выход - с первым входом первого блока деления, с вторым входом которого соединен выход второго

спектрометра, выход первого блока деления соединен с первым и вторым входом первого блока умножения, задатчик ширины частотного диапазона, второй блок умножения и второй блок деления соединены последовательно, второй вход второго блока умножения соединен с выходом первого блока умножения, выход задатчика предельно допустимой величины 1-го функционального параметра испытуемого объекта соединен с

первым и вторым входами третьего блока умножения, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, выход которого является выходом устройства.

Использование: в устройствах для испытаний изделий на виброустойчивость. Цель изобретения - увеличение точности определения границы виброустойчивости. Сущность: цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор шума 1, блок 2 фильтров, усилитель 3 мощности, спектрометр 7, квадратор и вибратор-стенд 4 с закрепленным на нем испытуемым изделием и виброизмерительным преобразователем, дополнительно введены второй спектрометр 8, Два блока 11, 12.13 умножения, два блока 9, 10 деления, задатчик ширины частотного диапазона 14 и задатчик предельно допустимой величины выходного сигнала по каждому из функциональных параметров испытуемого изделия. 1 ил.