Устройство для измерения амплитудыМЕХАНичЕСКиХ КОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G01H3/12 G01M7/00 

1

Изобретение относится к виброметрии, а именно к устройствам для измерения амплитуды механических колебаний, и может быть применено в стен-, дах для вибрационных испытаний.

ИЗвестно устройство для измерения параметров резонансных колебаний при виброиспытаниях объекта, содержащее датчики, устанавливаемые на испытываемом объекте и подвижной части вибростенда, подключенные через формиро ватели к входу базового дискриминатора, выход которого через переключатель подключен к блокам измерения и регистрации l.

Недостатком устройства является низкая точность при измерении высокодобротных резонансов, обусловленная тем, что оператору приходится вручную переключать диапазон измерительных приборов при зашкаливании последних.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения a плитyда механических колебаний, содержащее первый датчик, закрепляе иый на объек re, первый нормирующий усилитель, подключенный к выходу первого датчика, и блок преобразования напряжения в код с автоматическим выбором диапазона, выход которого связан с входом цифрового измерителя амплитуды напряжения 12.

Ус9гройство обеспечивает автоматическое переключение диапазонов измерения при зашкаливании измерительных приборов, однако не позволяет индицировать параметры высокодобротных,

10 резонансных колебаний объекта при его испытании на вибростенде методом плавной развертки частоты.

Целью изобретения является индикация параметров резонансных колебаний объекта при его испытании на вибро15стенде методом плавной развертки частоты.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым датчиком, устанавливаемым на столе виб20ростенда, и последовательно соединенными вторым нормирутацим усилителем, фазовращателем, фазовым дискриминатором, к второму входу которого под25ключен выход первого нормирующего усилителя, инвертором и первым ключом, выход последнего подключен к входу цифрового измерителя амплитуды напряжения, а также вторым ключом, 30 управляющий вход которого соединен с

выходом фазового дискриминатора, а вьисод - с входом блока (уеобразова теля напряжения в код, информационньге входы ключей подсоединены к выхог;у первого иормируюиего усилителя.

На чертеже представлена блок-схе-А а устрой с т Б а ,

Устройство содержит первый 1 я второй 2 датчики соответственно устанавливаемые на о-бъекте и столе вибростенда (на чертеже не показаны ,. перЕьш 3 и второй 4 ворг-.-шрующие усилители, входагл- подключенные к выходам датчиков 1,2 ооотзетственно, выход усилителя 4 подклачзн к входу фазо-вра1дателя 5, а усилителя 3-к входу фазового лискри14инатора о; последний выходом подключен к входам инвертора 7 к первого ключа 8,- выход инвертора 7 подключен к входу второго ключа 9/ информациочныа входы ключей 8 и 9 подсоединены к выходу нормир ующего 3, выход первого ключа 8 подсоединен к входу блока 10 преобразования напряасания в код с автомати-ческим выбором диапазона, а второго ключа 9 - к входу цифрового измерителя 11 амплитуды напряжения.

Блок 10 включает три параллельно соединенных усилителя- 12,13 и 14 с разными коэффиииенгэми усиления, три ключа 15,16,17 соогввт;:-гвенно, дешифратор 18., оперйЦиокньй-, усилитсель 19, нуль-орган 20 с источником 21 опорного напряження, Вь1хо,ды источника 21 и операцконногчо усилителя 19 подключены к входам. нуль-органа 20, последний соединен с входом первого эл,емеа.та К 22, к втором; входу которого подключен генератор 23 импульсов, выход элемента И 22 связан с входами второго элемента И 24 и ждущего .мультивибратора 25, вьюсод последнего подключен к входу цифрового измерите ля 11, Выход второгго элемента И 24 подсоединен к входу дегиифратора 13.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1 я 2 преобразуют механические колебания в электрические сигн.злы, которые усиливаются j-- нормируются усилителями 3 и 4 и поступают, :-icv входы фазового днскриглинатора б, КГОме того, сигнал с датчика 1, явля ю цийся откликом механрческкх колебаний объекта, поступает на информаци-онные входы ключей 8 и 9,, а сигнал с датчика 2, являющийся откликом колебаний стола вибростенда, поступает через фазовращатель 5 на управляющий вход фазового дг4скри -инатора 6,

При отсутствии механического резонанса объекта ключ 9 открыт и сигНИЛ с датчика 1 проходит непосредствекно ка вход цифрового измерителя 11 амплитуды напрялсения где на таб-ло вы.свечивается велр.чина ускорения, которую испытывает объект

При приближении к резонансу {при л.аавной развертке частоты знакопере--..енной силы) амплитуда сигншш от дат5чика 1 начинает увеличиваться, а от . датчика 2 - остается постоянной.Вместе с тем, при приближении к резонансу фазовый сдвиг между cигнaлa /Iи от датчиков 1 и 2 начинает увеличиваться

Разность фаз между сигналами от датчиков 1 и 2, при которой срабатывает фазовый дискриминатор 6, задается фазовращателем 5, Эта разность фаз определяет и уровень сигнала при резонансе, с которого начинается измерение аг 4плитудн резонанса. При приближении к резонансу фазовый сдвиг

и 2

меяаду сигнапакш от датчиков

стре1 В-;тся к ji- и начинает превосхо2

дить заданный сдвиг фазы фазовращателя 5, При этом на выходе фазового дискриминатора б появляется положительный потенциал, который закрывает ключ 9 и открывает ключ 8. При высокодобротных резонансах а «тлитуда сигнала с выхода датчика 1 может отличаться от а ушлитуды сигнала от датчика 2 на 30 дБ, что перегружает измеритель 11 и не дает возможность определить величину ускорения в момент прохождения резонанса, С выхода ключа 8 сигнал поступает на входы трех усилителей 12,ЛЗ и 14 блока 10 преобразования напряжения в код с автоматическим выбором диапазона. При этом сигнал с дешифратора 18 открывает первоначально ключ 15 и выходная амплитуда сигнала с выхода усилителя 12, имеющего наибольщий коэффициент усиления, поступает на вход операционного усилителя 19. Если амплитуда сигнала при резонансе имеет большую величину, то усилитель 12 и операционный у-силитель 19 входят в насьицение. На входы нул 1-органа 20 подалотся сигна пы с выходов операционного усилителя 19 и источника 21 опорного напряження. Если напряжение на выходе операционного усилителя 19 превыщает величину опорного напряжения, нуль-орган 20 срабатывает и положительный потенциал поступает на вход элемента И 22 „ Одновременно на другой вход

элемента И 22 подаются импульсы опорной частоты с генератора 23 импульсов. На выходе элемента И 22 появляются импульсы, которые проходят через элемент И 24 и поступают на

вход дешифратора 18.

По заднему фронту сигнала с выхода элемента И 22- срабатывает ждущий г.1ультивибратор 25. Нулевой перепад с выхода ждущего мультивибратора

|25 также поступает на другой вход

элемента И 24, запрещая прохождение сигнала с выхода элемен±а И 22 на вход дешифратора 18 до окончания переходны-х процессов операционного уси, лителя 19,