Устройство для воспроизведения случайныхВибРАций Советский патент 1981 года по МПК G05D19/02 G01M7/00 

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для воспроизведения случайных вибраций.

Известно устройство для воспроизведения случайньах вибраций, содержащее генератор шума, к выходу которого подключена гребенка формирующих полОсовых фильтров, блок АРУ (автоматического регулирования усиления), сумматор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, цепь обратной связи, включающую вибропрйобразова-. тель, гребенку анализирующих фильтров аналогичных формирующим фильтрам, выходы фильтров подключены к управляющим входам АРУ 1.

Недостатком устройртва является низкая точность, обусловленная тем, что в цепях формирования и анализа соседние частотные полосы перекрываются, что вызывает искажения формируемого спектра.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведения случайных вибраций, содержащее задатчик случайного сигнала, выполненный в виде колЫ;евой магнитной ленты с последовательно установленными головками записи, ст.ирания и вос|произведения, выход которой через усилитель мощности подключен ко входу возбудителя колебаний, цепь обратной связи, включающую последовательно соединенные вибропреобразователь, устанавливаемый на платформе возбудителя, гетеродинный анализатор спектра с дискретно изменяемой средней частотой, первый переклю0чатель, задатчик спектра, второй переключатель/ усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и сумматор, выход которого подключен ко входу головки записи, причем вы5ход головки воспроизведения подключен ко входу сумматора и через гетеродинный полосовой фильтр с дискретно .изменяемой полосой пропускания ко входу АРУ.

0

Процесс формирования спектра в устройстве можно представить поочередную запись в каждой полосе частот, которая вырезается дискретно переключаемым фильтром постоян5ной ширины. При этом переключение фильтров на соседнюю полосу частот осуществляется (с целью уменьшения перекрытия) таким образом, чтобы частотные характеристики пересека0лись на уровне 3 Б, поэтому точность.

устройства определяется формой час- тотной характеристики анализатора и полосового фильтра. Признаком, определяющим точность устройства, является ширина полосы пропускания и прямоугольность полосового фильтра и фильтра-анализатора. Используют такие фильтры с целью повышения быстродействия системы, форма частотных характеристик которых существеино отличается от прямоугольной f2,

Однако частотные характеристики современных испытуемых изделий (радиоаппаратура, гидроприборы и т.д.) отличаются большим коэффициентом динамичности (до десятков единиц и более) и очень узкой шириной (единицы и десятки Гц). Поэтому результаты испытаний могут существенно зависеть от того, попадет ли резонанс изделия на провал или во впадину сформированного спектра вибраций.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения спектра вибраций .

Поставленнаяцель достигается тем, что устройство снабжено блоком качания частоты гетеродинов анализатора и фильтра, вход которого подключен к синхронизирующему выходу первого переключателя, а выходы к гетеродинам анализатора и фильтра.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задатчйк случайного сигнала, выполненный в виде кольцевой магнитной ленты 1 с установленными на ней головками 2, 3 и 4 зйписи, стирания и воспроизведения соот:ветственно. Выход головки 4 через усилитель 5 мощности подключен с возбудителю 6 колебаний. На платформе возбудителя б установлен вибропреобразователь 7, который является первичным звеном Цепи обратной связи, включающей последовательно соединенные гетеродинный анализатор 8 спектра с дискретно изменяемой средней частотой, первый переключатель 9, задатчйк 10 спектра, второй переключатель 11 и усилитель 12 АРУ, ко второму входу которого подключен гетеродинный полосовой фильтр 13 с .дискретно изменяемой полосой пропускания, вход которого подключен к выходу головки 4 воспроизведения. В1аход усилителя 12 подключен к сумматору 14, выход которого подключен ко входу головки .2 записи. Блок 15 качания частоты гетеродинов выходами подключен ко входам анализатора 8 и фильтра 13, а входом - к выходу переключателя 9.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно на головку 2 записи подается электрический сигнал, соответствующий реальному вибрационному процессу, или сигнал генератора белого шума, который записывается на магнитную ленту 1.

Анализатор 8 спектра вырезает последовательные частотные диапазоны из спектра случайного сигнала. Зна-чения дисперсии случайного процесса в каждой полосе сравниваются с требуемыми в задатчике 10 спектра.

Переключение анализатора 8 спектра, полосового фильтра 13 и переключателей 9 и 11 на следующую частотную полосу осуществляется синхронно.

Сигналы ошибки последовательно подаются на усилитель 12 с автоматической регулировкой усиления через один из контактов переключателя 11. Полосовой фильтр 13вырезает .полосу частот, равную полосе анализатора 8. Таким образом, последовательно оруществляется коррекция исходного спектра, записанного ,,на магнитную ленту 1, в соответствии с требуемыми значениями дисперсии в каждой частотной полосе.

Головка 3 стирания предназначена для полного стирания спектра электрических сигналов с последующей его записью в головке 2 записи после осуществления коррекции в каждой последовательной полосе частот.

Для восстановления записи по часто тным полосам, некорректируемым в данный момент времени,используется сумматор 14. По прошествии одного цикла работы, когда однократно произойдет переключение переключателей 9 и 11 по всем каналам, блок 15 качания частоты смещает частоту гетеродинов в гетеродинном анализаторе 8 и в полосовом фильтре 13, таким образом, чтобы частотная характеристика полосового фильтра 13 и. анализатора 8 сместилась на 0,5 своейширины и зафиксировалась в течение второго цикла работы, по окончании которого начинается следующий цикл , аналогичный первому, при этом блок 15 качания частоты смещает частоту гетеродинов в первоначальному значению.

В результате смещения острые резонансы испытуемого изделия (местоположение которых может быть и неизвестно) периодически попадают на пики, и впадины, поэтому, например при формировании белого шума, на изделие действует вибрация, фактический спектр которой с большей точностью соответствует белому шуму.

Устройство позволяет повысить точность виброиспытаний .изделий.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения случайных вибраций, содержащее за- i

датчик случайного сигнала, выполненный в виде кольцевой магнитной ленты с последовательно установленными головка1у1И записи, стирания и воспро.взведения, выход которой через усилитель мощности подключен ко входу возбудителя колебаний, цепь обратной связи, включающую последовательно соединённые вибропреобраэователь, устанавливаемый на платформе возбудителя, гетеродинный анализатор, спектра с дискретно изменяемой средней частотой, первый переключатель, задатчик спектра, второй переключатель, усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и сумматор выход которого подключен ко входу головки записи, прлчем выход головки воспроизведения подключен ко входу сумматора и через гетеродинный

полосовой фильтр, с дискретно изменяемой полосой пропускания ко входу усилителя АРУ, отличающеес я тем, что, с целью пощг1ае1шя точности воспроизведения, оно сыабясево блоком качания частоты гетеродинов анализатора и фильтра, вход которого подключен к синхронизирующему выходу первого переключателя, а выходы к гетеродинам анализатора и фильт- ра. .

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вибрационньге испытания элементов и устройств автоматики. М., Энебг

5 гия, 1976, с. 100. :

2.Авторское свидетельство СССР № 504957, кл. G 01 М 7/00, 1976 (прототип).