Устройство для возбуждения автоко-лЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК B06B1/04 G01M7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ АВТОКОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для возбуждения автоколебаний и може быть применено в стендах для испытания различных изделий на вибрацию.

Известно устройство для возбужления автоколебаний, содержшчее последовательно соединенные вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом изделии, усилитель с регулируемым уровнем сигнала, фильтр, усилитель 11О1ЧНОСТИ и возбудитель колебаний 11.

Недостатком устройства являются нелинейные искажений, вызванные тем что уровень сигнала ограничивают по амплитуде.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для возбуждения автоколебаний, содержа11ее последовательно соединенные вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом изделии, согласукичий усилитель, фазовращатель, фильтр, усилитель мощности, возбудитель колебаний 121.

Недостатком устройства явлются нелинейные искажения сигнала, вызванные тем, что согласующий усилитель используется как нелинейный

элемент, и его выходной сигнал ограничен по амплитуде. Чем больше амплитуда автоколебаний, тем больше нелинейные искажения, исключить которые с помощью фильтра не всегда удается, что снижает точность виброиспытаний .

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу вибропреобразователя, и сумматором, ко второму входу которого подключен выход согласующего усилителя, а к.выходу - вход фазовращателя.

На . 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 а - напряжение на выходе согласующего усилителя; на фиг. 2 б - напряжение на выходе усилителя с регулируемом коэффициентом усиления; на фиг. 2 в - напряжение на выходе сумматора.

Устройство содержит возбудитель 1 колебаний .с установленным на нем испытуемым изделием 2, вибропреобразователь 3, установленный на изделии 2, параллельно включенные согласующий усилитель 4 и усилитель 5 с регулируемым коэффициентом усиления, суммато15 б, ко входам которого подключены усилителя ,4 и 5, последовательно соединенные фазовращатель 7, вход которого подключен к выходу сум м атора 6, фильтр 8, и усилитель 9 мощ- ности, к выходу которого.подключен возбудитель 1 колебаний. Устройство работает следую1чим образом. При выполнении условий баланса амплитуд и баланса фаз в замкнутой цепи, состоя11ей из вибропреобразователя 3, согласующего усилителя 4, сумг1атора б, фазовращателя 7, фильтра 8, усилителя 9 и возбудителя 1 колебаний, возбуждаются автоколебания с резонансной частотой испытуемого изделия 2. Дифференциальное уравнение, описывающее автоколебания в устройствах без усилителя 5 и сумматора б, в общем виде можно записать таким образом (для мягкого режима возбуждения,) . „sov х+.6х+ C)x QC Ц(1 где X - координата движения испыту;емого изделия 2; сГ- его коэффициент затухания; Од- собственная частота изделия ьС - коэффициент передачи усилителя 9 мо1шости, фильтра 8, возбудителя 1 колебаний, фа,зовра1цателя 7 и вибропреобразователя 3; k, - коэфлициент усиления согласующего усилителя 4 на линейном участке; / - коэффициент передачи вибропреобразователя 3 У- постоянная. Нелинейные искажения определяются .членом, содержащим третью степень х. Чем больше этот член по сравнению , с членами, содержащими первую степен X, тем больше нелинейные искажения. Дифференциальное уравнение движения испытуемого изделия 2 предлагаемого устройства имеет вил x+25xH:cJQ k() J3 х+0 t/л л N. fN , I Х V где k - коэфЛип.иент усиления усилителя 5. Из этого выражения видно, что отосительная величина члена, вносящео нелинейные искажения с введением силителя 5 уменьшается, следоватеьно, уменьшаются нелинейные искажеия. Сигнал на выходе согласующего усиителя 4 ограничен по амплитуде и при возрастании амплитуды автоколебаний, его форма приближается к пряоугольной (фиг. 2 а). Усилитель 5 аботает на линейном участке харакеристики и его выходное напряжение меет вид синусоиды (фиг. 2 б). Наряжения с выходом согласую1чего усиителя 4 и усилителя 5 поступают на вход сумматора 6. В выходном сигнале сумматора 6 (фиг. 2 в) высшие гармоники значительно ослаблены по сравнению с первой и легко отфильтровываются. Изобретение позволяет повысить точность проведения виброиспытаний. Формула изобретения Устройство для возбуждения автоколебаний, содержа иее последовательно соединенные вибропреобразрватель, устанавливаемый на испытуемом издеЛИИ, согласующий усилитель, фазовращатель, фильтр, усилитель мощности/ возбудитель колебаний, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, оно снабжено последовательно соединенным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу вибропреобразователя, и сумматором, ко BTOporiy входу которого подключен выход согласутачего усилителя, а к выходу - вход фазовращателя . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 163768, кл, G 01 М 7/00, 1964. 2. Авторское свидетельство СССР № 386303, кл. G 01 М 7/00, 1973 (прототип) .

Втмдь

а согласующего уа/яателя

усилителя S

8 сдмматораб

A

/ г

vy