Устройство для измерения усталостнойдОлгОВЕчНОСТи МАшиНОСТРОиТЕльНыХ KOH-СТРуКций Советский патент 1981 года по МПК G01N3/06 

Маобретение относится к испытатель ной технике, а именно к устройствам для лзмерения усталостной долговечности ;.. машиностроительных конструкций. По основному авт. ев . N 64377 S известно устройство для измерения усталостной долговечности машиностроитель ных конструкций, содержащее тензометри ческий преобразователь., измерительный усилитель, подключенный ко входу филь тра с перестраиваемой, частотной характеристикой вида Q (i) , и последовательно соединенные блок среднеквадратических отклонений, вход которого подключен к выходу фильтра, ,блок неликёйного преобразования ввдаТ о(,-S и регистратор, а также задающий-блок параметров фильтра и блока нелинейного преобразования, подключенный к их управляющим входам, где - частота процесса нягружения; m - показатель наклона кривой выносливости;Т - измеряемая долговечность. S - среднеквадратическое отклонение;оС - коэффициент пропорциональноети 1 . Недостатком известного устройства является то, что фильтр с частотной характеристикой вида Q (i { усиливает высокочастотные шумы измерительного тракта за пределами полезного диапазона частот, и тем самым, увеличивает погрешность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенным к выходу измерительного усилителя формирователем, выполненнь1М в виде N -параллельно соединенных фильтров нижних частот (ф.н.4.) с последовательно возрастающими частотами среза, выходы которых через соответствующие ключи подсое динены ко входу фильтра с перестранваемой частотной характеристикой, N - 1 епями управления, каждая из включает последовательно соединенные диффереициальный усилитель, входы которого подключены к двум смежным ф,н,ч пиковый детектор, блок сравнения и общи для всех цепей блок управления, подключенный выходами к управляющим входам ключей, и задатчик опорного сигнала, выход которого подключен к инвертирующим входам всех блоков сравнения. На чертеже представлена блок-схв ма устройства, . Устройство содержит тензометрический преобразователь 1, измерительный усилитель 2, фильтр, 3 с перестраиваемой характеристикойQ Щ-i , и последоватв льно соединенные блок 4 среднеквадраткческих отклонений, блок 5 нелинейных преобразований вида , к управ ляющим входам фильтра 3 и блока 5 подключен задающий блок 6 параметров фильтра 3 и блока 5, и регистратор 7. Между измерительным усилителем 2 и фильтром 3 включён формирователь 8(i „) выполненный в виде N параллельно соединенных фильтров i нижних частот (ф.н.4.) с последовательно возрастающими частотами среза, выходы смежных фильтров . нижних частот.например с индексами - ц и1ц, подключены ко входу цепи управления, включающей последовательно соединенные дифференциальный усилитель 9 ц ) . , пиковый детектор lO.i. , блок 11 ) сра нения инвертирующий вход которого подключен к задающему блоку 12 опорного сигнала, причем выходы фильтров 1 нижних частот через соответствующие ключи 13 f подключены ко входу фильтра 3 с перестраиваемой характеристикой. Управляющие входы ключей подключены ко входам общего для всех. цепей блока 14 управления. Количество цепей управления на единицу меньше , чем. фильтров в формирователе 9(i,fi). .Цепь управления образуется элементами 9, 1О., .11, 12 к 14, Фильтры i фор мирователя ) подключаются к дифференциальным усилителям 9 ц та КИМ образом. Филыр i i подключается к инвертирующему входу усилителя и неинвертирующему входу усилителя 9ц и т.д. Устройство работает следующим обра зом. Сигнал с тензометрического np,eo6pas вателя 1 поступает через усилитель 2 на вход формироватеаа 8(i,,)jf 4,р фнл трь которого имеют последовательно .увеличивающиеся частоты среза. С вы- ХОДОВ ф.н.4. сигналы поступают на вход Дифференциальных усилителей на выходах которых формируется резонансный сигнал двух с меленых ф.н.ч. Пиковые детекторы производят измерение пикового значения этого разностного сигнала, который далее поступает на входы блоков 11 . п. сравнения, где производится сравнение пикового значения разностного сигнала с величйкой . опорного сигнала, значение которого устанавливают в зависимости от выбранной догрешности в блоке 2 опорного скшала. Сигналы с выходов блоков 11 поступа от на входы блока 14 управления, который подает сигнал управления на вход одного из ключей 13i,h . Один из ключей 13.( замыкается и сигнал с выхода соответствующего фильтра i. низких частот поступает через,замкнутый ключ 13 на вход фильтра 3, параметры частотной характеристики которого задаются до начала измерения задающим блоком в Отфильтрованный в соответствии с зависимостью повреждаемости от частоты нагружения сигнал поступает на вход блока 4 среднеквадратических отклонений, с выхода которого усредненный сигнал поступает на блок 5 нелинейного преобразования, параметры которого также аадаЕотся задающим блоком 6. С выхода блока 5 нелинейного преобразования сигнал, пропорциональный долгснвечности изделия поступает на регистратор 7. Если сигнал-аналог динамических напряжений не содержит частот вьше частоты среза фильтра i | и содержит частоты выще частоты среза фильтра , то сигналы на выходах дифференциальных усилителей 9ц, j „,.9 близки к нулю, т.е. сигналы на выходах пиковых дете Кторов lO,(44j{ ,...10 меньще опорного напря}{{ения. Сигнал на выходе дифференциального усшштеля 9 , ц, который содержит часть входного сигнала, лежащего в диапазоне частот между частотаМИ среза фильтров i и i отличен. от нуля и сигнал на выходе аикового детектора ЮK-.I, к ЧР зыщает опорное ;наяряжбнив. На выход ах блоков 11 feiii 11 сравнения будет сформирован сигнал лопиеского О, а на выходе блока -сигнал логической 1 и WMiiMW nji и,-1С1«лии а. , При ЭТОМ блок 14 управления подает управления на ключ i3 , вход которого соединен с рыходом фильтра i . 5 При изменешш частотного состава свгнала на зыхоав {{змеритвльного уснлитбля 2 вкзменяЕотся сигналы на выход дифференциальных усипитеяей 9, и, соответственно, на выходах блоков Ц ор нения и сигнал унравлення из блока 14 управления подается на тот ЕЗ ключей 13, вход которого соединен с фильтром низких частот с частотой среза, соотве ствующей максимальной частоте изменившегося полезного сигнала. Тем самы обеспечивается следяпшй режим работы устройства. Предлагаемое устройство повышает точность измерения усталостной дсшговечности изделий. Формула изобретения Устройзтво для измерения усталостной долговечности машиностроительных конструкций по авт. св. № 648775, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения. 66 оно снабжено подключенным к выходу измерительного усилителя формирователем, выполненным в виде Н -параллельгно соединенных фильтров нижних частот (фьн.4.) с последовательно возрастаю15ШМИ частотами среза, выходы которых через соответствующие ключи подсоединены ко входу фильтра с перестраиваемой частотной характеристикой, N -1 цепями управления, каждая из которых . включает последовательно соединенные дифференциальный усилятель оды ко торого подключеШ) к двум смежным ф.н.4., пиковый детектор, блок сравнениа и общие для всех цепей блок управления, подключенный выходами куправляющим входам ключей, и задатчИк опорного сигнала, выход которого подключен к шшертирующим .входам всех блоков сравнения. Источники инфqpмaции, принятые во внимание щт экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № G43775, кл. 2 Q 01 N 3/О6, 1975.