Устройство для определения частотныхХАРАКТЕРиСТиК МЕХАНичЕСКиХ КОлЕбА-ТЕльНыХ СиСТЕМ Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано для стендовых испытаний механических колебательных систем с целью определения фазочастотных и амплитудно-частотных характеристик при воздействии на сис тему колебаний низкой частоты. Известно устройство для определения динамических характеристик колебательной систекы, содержащее датчики колебательного движения, скорости и ускорения и осциллограф . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения частотньнс ха рактеристик механических колебательных систем, содержащее генератор опо ной несущей частоты, индикатор, последовательно соединенные блок умножения, фильтр нижних частот и электродинамический возбудитель колебаний и последовательно соединенные трансф маторный преобразователь перемещений согласукиций усилитель и избирательный фильтр, выход которого через соответствующий синхронный детектор со динен с первым и вторьвл входами индикатора 2 . Ко втоЕ«лм входам первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно первый и второй выходы генератора опорной несущей частоты. Недостатком устройства являются относительно большие затраты времени на эксперимент, а также необходи aocть применения трансформаторного преобразователя сдвоенной конструкции , наличие ортогональных компонент низкочастотного сигнала (аппаратурная регшизация которых в диапазоне 0-50 ГЦ относительно сложна), двух модуляторов и избирательных фильтров, что снижает точность работы и надежности устройства. Целью изобретения является повышение быстродействия и нгщежности устройства. Эта цель достигается тем, что в него введен генератор перестраиваемой несущей частоты, выход которого соединен с обмоткой возбуждения трансформаторного преобразователя перемещений и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с первым выходом генератора опорной несущей частоты. Представлена структурная схема устройства на чертеже, где обозначены генератор перестраиваемой несущей частота 1, трансформаторный преобра зователь перемещений 2, исследуемый объект 3, блок умножения 4, ренераtop опорной несущей частоты 5, фильт нижних частот 6, электродинамический возбудитель колебаний 7, согласующий усилитель 8, избирательный фильт ;9, синхроннйе детекторы 10 и 11 и индикатор 12. Генератор 1, соединенный с обмоткой возбуждения преобразователя 2 (шток которого связан с исследуемыМ . объекте 3} и одним из входов блока умножения 4. К другому входу блока умножения 4 подключен генератор 5 с ортогональными выходами. Выход бло ка умножения 4 через фильтр б подклю чен к электродинамическому возбудите лю колебаний 7, жестко связанного с исследуе1 йлм объектом 3. Выход преобразователя 2 через усилитель 8 и фил 9 подключен к синхронным демодуляторам 10 и 11, выходы которых соединены с индикатором 12. Устройство работает следующим образом. Напряжение U-(t)U-j COS{y--t),J I 1, 2, ...n генератора 1 автомати чески (в дискретном режиме) перестра ваемой несущей частоты и напряжение Up(t)UQ COSCygt генератора 5 перемножаются блоком умножения 4, на выходе которого появляется сигнал /).C ° 4-rc 05KTiH 4,f)(y,{-t) (О Значение параметра ; задается та КИМ образом, что разность CUp-y -Sl может принимать значения О i-i,фил 6 подает на электродинамическ1Ш возбудитель колебаний 7 сигнал Jif) создавая знакопеременные колебания в исследуемом объекте 3. Шток преобразователя 2 движется на закону x()KU.U,co.CSl.t-). .(3) где К - коэффициент преобразования, и модулирует напряжение подаваемое на обмотку возбуждения. В результате в измерительной обмотке возникает ЭДС. )K Б lcos{ajQt ip)+cosn(aj,-2a;-),C ) Фильтр 9 выделяет сигнал 13(1) KjEjCos ( w f f ) , a синхронные детекторы 10 и 11 при помощи ортогональных сигналов Jo) генератора 5 осуществляют его преобразование. При этом на выходе детекторов компо.нента e(t)K,E4 3ln(2ajQt -q) (О) С5) подавляется, а .-. -. , е()к ЕзС08()(Ь}(5); раскладывается- на ортогональные составляющие, В результате на индикатор 12 поступают напряжения e, ) и С6) где Е, Е характеризуют амплитуду колебания механической системы, Cf - сдвиг фаз между точкой возбуждения и точкой измерения механической конструкции. Получаемый при помощи генератора автоматически перестраиваемой несущей частоты у ряд дискретных значений параметраП- пбз воляет снять (по точкам) амплитуднофазовую частотную характеристику исследуемого объекта. В результате использования в схеме указанного генератора .и блока умножения (демодулятора) значительно сокращены времязатраты на эксперимент и .устранена необходимость применения дорогостоящих низкочастотных генера-. торов с квадратурным выходом, преобразователей перемещений сдвоенной конструкции и двух избирательных филь.тров, что значительно удешевляет устройство. Формула изобретения Устройство для определения частотных характеристик механических колебательных систем, содержащее генера- . тор опорной несущей частоты, индикатор, последовательно соединенные .блок умножения, фильтр нижних частот и электродинамический возбудитель колебаний и последовательно соединенные трансформаторный преобразователь перемещений, согласующий усилитель и избирательный фильтр, выход которого через соответствующий синхронный детектор соединен с первым и вторым входами индикатора, а ко вторым втодам первого и второго синхронных детекторов подключены-соответственно первый и второй выходы генератора опорной несущей частоты, отличающеес я тем, что, с целью повьиления быстродействия и надежности устройства, оно содержит генератор перестраиваемой несущей частоты, выход которого соединен с обмоткой возбуждения трансфррматорного преобразователя перемещений и с первым входс € блока умножения, второй вход которого соединен с первьш выходом генератора опорной несущей частоты. Источники информации, rrpuHfirae во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 573798, кл. G 05 В 23/02, 16.02.78. 2.Авторское свидетельство СССР 324612, кл. G 05 В 23/02, 1970 (прототип).