Устройство для испытаний на случай-НыЕ ВибРАции Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАиИИ

I

Изобретение относится к виброиспыта нкям изделий, а именно к устройствам для испытаний на случайные вибрации, и может быть применено в приборостро& НИИ.

Известно устройство для испытания на случайные вибрации, содержешее последовательно соединенные генератор шума, формирующие фильтры, усилители автоматического регулирования уровня (АРУ), сумматор, вибростенд, анализатор спектра, блок управления усилителями .

Недостаток этого устройства - низкая точность, обуслсвленная ограниченнал сигнапа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для испытаний на случайные вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума, формирую щие фильт{ял, усилитет АРУ, сумматор, вибростенд, анализатор спектра, иэмерители дисперсий, блок управления усилителями АРУцЗ.

Недостатком известного устройства является ограниченность динамического диапазона, вызывающая ограничение сигнала, что искажает формируемый спектр .

Цель изобретения - повышение точности .

Поставленная цель достигается тем,

o что устрсйстео снегбжено вторым блоком управления и двумя трехканальными блокам1Ц на которых первый подключен входом к генератору шума, выходом - ко входам формирующих фильтров,

S а второй входом - к .выходу сумматора, .а выходом - ко входу вибростенда, каждый трехканальный блок содержит свой сумматор и в кажд( канале управляемый аттенюатор, выход которого подклн ч н ко вхо/.сумматора, фяльтр с равно спадающей характеристикой и фильтр с равномерно возрастающей- xetрактеристикой, причем разноименные 3 фильтры выключены в одноименные каналы трехканапьных блоков на входе аттенюаторов, входы трех измерителей дисперсии подключены ко входам аттенюаторе второго трехканапьного блока, а выходы ко входу второго блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам всех аттенюаторов. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для испытаний на случайные вибрации содержит генератор 1 шума, усилитель 2, согласующий выход генератора 1 со входом первого трехканал ного блока 3, состоящего из управляемых аттенюаторов 4-6, сумматора 7 и фильтров 8 и 9 с равномерно спадающей и равномерно возрастающей характеристи ками соответственно, выход первого трех канального блока 3 подключен ко входу формирующих фильтров 1О, усилители 11 АРУ, сумматор 12, второй трехканальны блок 1 3, состоящий из управляемых ат тенюаторов 14-16, сумматора 17 и фильтров 18 и 19 с равномерно возрастающ и равномерно спадающей характеристикам и ответственно, выход блока 13 подключен ко входу вибростенда 20, выход вибростенда через анализатор 21, блок 22 управления усилителями АРУ подключен ковходу усилителей 11, измерители 23-25 дисперсии, подключенные входами ко входам управляемых аттенюаторов 14-16, а выходами - ко второму блоку 26 управления аттенюаторами 4, 5,6,14,15 и 16. Устройство работает следующим обра зом. Сигнал генератора шума через усилитель 2, первый трехканальный блок 3 поступает на вход формирующих филь ров 1О. Сформированный сигнал через усилители 11 АРУ, сумматор 12, второй трехканальный блок 13 поступает на вибростенд 20. Сигнал, снятый с вибростенда через анализатор 21, блок 22 управления усилителями АРУ, корректирует коэффициенты усиления усилителей 11 АРУ. Сигналы с выходов измерителей 23-25 дисперсии поступаю на второй блок 26 управления , выходы которого подключены ко входам управле ния аттенюаторов 4,5,6,14,15 и 16, При отсутствии сигнала на входах управления аттенюаторов, последние имею некоторые фиксирсеанные средние коэффициенты передачи. Второй блок 26 упр ления и трехканальные блоки 3 и 1 3 работают таким образом, чтобы стабили 7 ровать дисперсию сигнала на выходе ормирования около порогсеого значения, не допуская при этом ограничения сигнаа, что устраняет искажения формируемо о спектра, повышая тем самым точность спытаний. Если сигнал на входах управления аттенюаторов есть, и дисперсии на выходах фильтров 18 и 19 равны, то блок 26 реагирует только -на сигнал измерителя 23 дисперсии, измеряющего обую дисперсию сигнала на входе блока 13, и управляет аттенюаторами 4 и 14, оставляя коэффициенты передач аттенюаторов 5,6,15 и 16 неизменными.. При том, если дисперсия на входе блока 13 превышает его порого-ограничения, то коэффициент передачи аттенюатора 4 уменьшается, а аттенюатора 14- повышается во столько раз, во сколько раз уменьшается коэффициент аттенюатора 4, сводя дисперсию на входэ блока 13 к требуемому пороговой значению. Повышение коэффициента передачи аттенюатора 14 увеличивает дисперсию на выходе сумматора 17, что расширяет динамический диапазон формирования и зт еньшает искажения вызванные ограничением сигнала. Если же дисперсия на входе блока 13 не равна требуемой, а дисперсии на выходах фильтров 18 и 19 не равны, например дисперсия на выходе фильтра 18 больше, чем на выходе фильтра 19, то коэффициенты передач аттенюаторов 4 и 14изменяются, а аттенюаторов 5 и 15 уменьшаются, пока дисперсия на выходе фильтра 18 не достигнет своего порогового значения. Учитьюая, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) аттенюатора 5 равномерно спадающая, а а.ттенюатора 15- равномерно возрастающая, то их произведение равно некоторому значению, не зависящему от частоты, т.е. результирующая АЧХ равномерна, поэто1ч у сдновретленное уменьшение коэффициентов передач аттенюаторов 5 и 15 не изменяет форму результирующей АЧХ. Уменьшение коэффициента передачи аттенюатора 5 вызывает уменьшение обшей дисперсии на входе блока 13, что зпечет за собой увеличение коэффициента передачи аттенюатора 4 и соответствующего уменьшения коэффициента передачи аттенюатора 14. В свою очередь, увеличение общей дисперсии на входе блока 13 вызывает превышение порогового значения дисперсии на выходе фильтра IS что впе

чет за собой уменьшение коэффициентов передач аттенюаторов 5 и 15 и т.д., пока дисперсии на входе блока 13 и на выходе фильтра 15 не стансвятся равными своим пороговым значениям. Бспи же после того, как общая дисперсия на входе блока. 13 равна порогшОМУ анач.ению, дисперсия на выходе фипьтра 18 оказьтается меньше порогового значения, то коэффициенты передач аттенюаторов 5 и 15 увеличиваются, пока дисперсия на выходе фипьтра 18 не достигает своего порогового значения. Это влечет за собой превышение общей дисперсии порогового значения на входе блока 13, что вызьшает соот ветствующее изменение коэффициенте передач аттенюаторов 4 и 14 и т.д., пока значения дисперсии на входе блока 13 и выходе фильтра 18 не достигнут своих пороговых значений.

Если же дисперсия на выходе фильтра 18 меньше, чем дисперсия на выходе фильтра 19, то коэффициенты передач аттенюаторов 5 и 15 имеют неизменные средние значения, а управление коэффициентами передач аттенюаторов 4, 14, б и 16 происходит по аналогичному алгоритму.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет стабилизирсжать значение дисперсии сигнала на выходе форми рователя спектра около порогового значения, не ограничивая сигнал в блоке формирования, что повышает точность формирсюания спектра вибраций. Формула изобре те н и я

УстройствЬ для испыта15Ий на случай- ные вибрации, содержащее последовательно соединетные генератор шума, формирующие фильтры, усилители автоматического регулирования урсжня, сумматор вибростенд, анализатор спектра, взмервтели дисп-ерсии, блок управления усилителями автоматического регулирсюавия , отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым блоком управления и двумя

трехканальными блоками, из которых перзый подключен входом к генераторуinyMa, выходом - ко входам формирующих фильтров, а второй - входе к выходу сумматора, а выходом - ко входу вибростёнда,

каждый трехканальный блок содержит свой сумматор, и в лаждст г канале уп равляемый аттенюатор, выход которого подключен ко входу сумматора, фильтр с равномерно спадающей характеристикой и фильтр с равномерно возрастающей характеристикой, причем разноименные фильтры включены в одпоименные каналы трехканапьных блоке на входе аттенюаторов, входы трех измерителей дисПерсии подключены ко входам аттенюаторов второго трехканального блока, а выходы - ко входу второго блока управле ния, выходы которого подключены к управляющим входам всех аттенюаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 419755, кл. Q 01 М 7/1OQ 1974.

2.Вибрационные испытания элем.ентов и устройств автоматики. М., Сергия, 1976, с. 100.