Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах Советский патент 1978 года по МПК G01M7/00 

(54) ВИБРСС-геНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЧАСТОТАХ ОБЪЕКТОВ НА РЕЗОНАНСНЫХ

вого ключа интегратор, фильтр и блок реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя дифференцирующую цепь, формирователь остроконечных импульсов, элемент «И, второй вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фи.1ьтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса. Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема вибростенда для испытания объектов на резонансных частотах; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов элементов при испытаниях на нечетном тоне конструкции; на фиг. 3 - временные диагра.ммы выходных сигналов элементов при испытаниях на четном тоне конструкции.

Вибростенд содержит задающий генератор 1, усилитель i мощности, вибратор 3, цепь автоподстройки частоты генератора, имеющую виброизмерительный преобразователь 4, установленный на испытуемом изделии, согласующий усилитель 5, фазовый детектор 6, исполнительный эле.ге-нт 7, управляющий частотой задающего-генератора 1, коммутатор 8. Ко.ммутатор 8 содержит два формирователя прямоугольных импульсов 9 и 10, фазовый ключ П, интегратор 12, два фильтра 13 и 14, дифференцирующую цепь 15, форл1ирователь 16 остроконечных импульсов, элемент 17 «И и блок 18 реверса.

Генератор 1 вырабатывает электрические сигналы задаваемой частоты, которые усиливаются усилителем 2 мощности и через вибратор 3, возбуждают колебания исгТытуемого объекта на одной из резонансных частот объекта. С укрепленного на объекте виброиз.мерительного преобразователя 4 через согласующий усилитель 5 сигнал подается на фазовый детектор 6. Второй сигнал на этот детектор подается от задающего генератора 1.

При уходе частоты колебаний объекта от резонансной меняется фаза сигнала с вибропреобразователя, что приводит к появлению сигнала рассогласования фаз на входе фазового детектора 6, а на его выходе появляется сигнал той или иной полярности, который поступает иа исполнительный элемент 7.

Знак выходного сигна.та фазового детектора 6 зависит как от направления изменения частоты испытуемого объекта от резонансной, так и от того, что на четном или нечетном тоне происходит возбуждение конструкции.

При фазовом принципе стабилизации резонансного режима объектов с многорезонанспой частотной характеристикой фазовый сдвиг между сигналами на входе фазового детектора определяется следующим соотношением: (2п-1)Л:/2, (, 2, 3,...), где п - номер тона. Как видно из этого соотнощения при испытаниях на нечетных toHax сигнал вибродатчика 4 отстает от сигнала задающего генератора 1 на jr/2 (фиг. 2 а, б), при испытаниях на четных тонах - опережает на 7Г/2 (фиг. За, б). Это приводит к тому, что при одинаковых изменениях резонансной частоты на нечетных и четных тонах конструкции знак выходного напряжения фазового детектора на нечетном тоне будет противоположен зняку

выходного направления при испытаниях на четном тоне, а значит и сигнал управления на испачнительпый элемент поступает противоположный при изменении тона конструкции, что исключает возможность настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с многорезонансными частотными характеристиками. Таким образом, при программных испытаниях многорезонансных объектов при переходе с одного тона на другой необходимо автоматически изменять направление отработ ки частоты исполнительным элементом 7.

Это достигается введением коммутатора 8, на два входа которого подаются сигнал задающего генератора 1 и через согласующий усилитель 5 сигнал виброизмерительного преобразователя 4.

Синусоидальные сигналы, преобразованные

в прямоугольные формирователя.ми 9 и 10 (фиг. 2 в, г и фиг. 3 в, г) поступают на входы фа зового ключа 11.

На выходе фазового ключа 11 сигнал появляется только в интервалах совпадения выходных импульсов формирователей 9 и 10 (фиг. 2д и Зд)

Выходной сигнал фазового ключа 11 преобразуется интегратором 12; и фильтром 13 в напряжение управления и.подается на первый

5 вход блока 18 реверса, выполненного на основе транзисторного реверсив|1ого релейного усилителя.

На второй вход блока 18,реверса сигнал упраа,1ения поступает при совпадении в эле. .менте 17 «И выходного сигнала фазового ключа 11 и сигнала, с(|юрмированного дифференциальной цепью 15 и фор.мирователем 16. При резонансных испытаниях на четном тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. 3 ж.) не совпадает по времени

5 с выходным о{ г-налом фазового ключа (фиг. Зд). Сигн-а,л управления -поступает только на первый -вход блока 18 реверса и реверсивный релейный усилитель блока .18 реверса находится в исходном состоянии.

При резонансных испытаниях на нечетном

0 тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. 2 ж) совпадает по времени с выходным сигналом фазового ключа (фиг. 2д) и на второй вход блока реверса через фильтр 14 поступает сигнал управления, который переводит реверсивный релейный усилитель 6jTOка 18 реверса в другое устойчивое состояние и блок реверса 18 выдает на исполнительный элемент 7 сигнал управления, который изменяет полярность входного сигнала исполнительного элемента.

0 Наличие коммутатора позволяет проводить программные испытания объектов на четных и нечетных тонах конструкции и автоматизировать настройку резонансного режима объектов с многорезонансной частотной характеристикой, сократить время на подготовку и проведение виброиспытаний натурных конструкций и повысить достоверность результатов испытаний.

Формула изобретения

Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах, содержащий последовательно включенные задающий генератор, усилитель мощности, вибратор и цепь автоподстройки частоты генератора, имеющую последовательно включенные виброизмерительный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что, с целью автоматической настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с мнргорезонансной частотной характеристикой, он снабжён коммутатором, содержащим два формирователя прямоугольных импульсов, из которых первый подключен к выходу согласующего усилителя, а второй - к выходу задающего генератора, фазовый к-тюч, ко входам которого подключены выходы формирователей, последовательно подключенные к выходу фазового ключа интегратор, фильтр и 6jioK реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя дифференцирующую цепь, формирователь остроконечных импульсов, элемент «И второй вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фильтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.«Вибрационная техника. Материалы семинара, М., Московский дом научно-техничес кой пропаганды, 1974, с. 169-174.

2.Авторское свидетельство СССР № 248306 кл. G 01 М 7/00, 1969.

Нечетный тан

Четньй fnoK