Устройство для воспроизведения спектра случайных вибраций Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для воспроизведения спектра случайных вибраций. Известно устройство для воспрои ведения спектра случайных вибраций содержащее генератор шума, формирующие фильтры, подключенные к выходу генератора, регулируемые усили тели, сумматор, выход которого подключен к входу возбудителя колебани цепь обратной связи, включающую виб родатчик, установленный на подвижной части возбудителя колебаний, анёшизатор спектра, выход которого подключен к управляющим входам регу лируемых усилителей 1. Недостатком устройства является то, что точность измерения параметров вибрации анализатором спектра недостаточно высокая. Это обусловле но тем, что при анализе не учитывается вид спектра, а именно его неравномерность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для воспроизведения спек ра случайных вибраций, содержащее параллельные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генерат ор шума, полосовой фильтр и первый регулируемый усилитель, общий для всех каналов сумматор, входы которого подключены к выходам первых регулируемых усилителей, а выход подключен к входу возбудителя колебаний, и многоканальную обратную связь, включающую вибродатчик,:установленный на подвижной части возбудителя колебаний, набор анализирующих фильтров, канальные измерители дисперсии, подключенные к выходам Соответствующих анализирующих фильтров, и первые блоки сравнения, выходы которых подключены к управляющим входам.соот.ветствующих первых регулируемых усилителей 2. Достигаемая этим устройством точность воспроизведения заданного спектра недостаточно высокая. Это обусловлено тем, что анализ параметров вибраций осуществляются без учета вида воспроизводимого спектра. Целью изобретения является повышение точности. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено в каждом канале обратной связи функциональным преобразователем, подключенным выходом к входу перво.го блока сравнения, последовательно соединенными вторым генератором шума, вторым регулируемым усилителем и двухвходовым сумматором, второй вход которого подключен к выходу вибродатчика, а выход - к входу анализирующего фильтра и последовательно соединенными регулируемым делителем и вторым блоком сравнения, выход которого подключен к управляющему входу второго регулируемого усилителя, имеющего второй выход, подключенный к управляющему входу фкнкционального преобразователя, а также измерителем дисперсии воспроизведенного спектра вибраций, вход которого подключен к выходу вибродатчика, а выход - к управляющему входу регулируемого делителя, второй вход которого подключен к выходу канального измерителя дисперсии.

На чертеже представлена блок-схем устройства.

Устройство содержит параллельные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные генератор 1 шума, полосовой фильтр 2 и первый регулируемый усилитель 3, общий для всех каналов сумматор 4, выход которого подключен к входу возбудителя 5 колебаний, вибродатчик б, установленный на подвижной части возбудителя 5 колебаний; последовательно соединенные второй генератор 7 шума, второй регулируемый усилитель 8 и двухвходовый сумматор 9 последовательно соединенные анализирующий фильтр 10, канальный измеритель 11 дисперсии, управляемый делитель 12 и второй блок 13 сравнения, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 8, второй выход которого подключен к входу функционального преобразователя 14, подключенного к входу первого блока 15 сравнения, выход которого подключен к управляющему входу первого регулируемого усилителя 3.

Устройство содержит также измеритель 16 дисперсии воспроизведенного спектра вибраций, вход которого подключен к выходу вибродатчика б, а выход - к управляющему входу делителя 12. Элементы блок-схемы, обозначенные позициями 6-15, образуют канал обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с первых генераторов 1 шума через полосовые фильтры 2 и регулируемые усилители 3 поступают на сумматор 4. Сформированный сигна поступает на сумматор 4. Сформированный сигнал поступает на возбудитель 5 колебаний. С выхода вибродатчика б сигнал поступает на первы вход каждого канального сумматора 9

на второй вход которого поступает сигнал с генератора 7 шума через регулируемый усилитель 8. Анализирующий фильтр 10 выделяет полосу частот, соответствующую данному канбшу с обратной связи.

С выхода анализирующего фильтра 10 сигнал поступает на измеритель 11, дисперсии, на выходе которого формируется сигнал в виде напряжения, уровень которого соответствует дисперсии сигнала в данной полосе частот. С выхода вибродатчика б сигнал поступает на измеритель 16 дисперсии, на выходе которого получается сигнал. Соответствующий дисперсии воспроизведенного спектра вибраций. Управляемый делитель 12 нормирует входной сигнал путем умножения на коэффициент Кд , где Dp - значение дисперсии на °выходе вибродатчи0 ка б.

Нормирование позволяет предохранить последующие цепи от перегрузки. С выхода управляемого делителя 12 сигнал поступает на вход блока 13 5 сравнения, на другой вход которого поступает опорное напряжение OQ . Величина опорного напряжения (Jon выбирается равной величине квадрата среднеквадратичного отклонения оптиQ мального входного сигнала для данно-го канала.

Ввиду идентичности всех каналов величина опорного напряжения одинакова для всех каналов обратной связи. c С выхода блока 13 сравнения сигнал рассогласования.поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 8 и устанавливает такой коэффициент усиления, при котором уровень выходного сигнала регулируемого усилителя 8 дополняет по дисперсии сигнал с выхода вибродатчика б в данной полосе частот до величины, равной величине опорного напряжения UopСо второго выхода регулируемого усилителя 8 сигнал, пропорциональный величине коэффициента усиления, поступает на вход функционального преобразователя 14, который осуществляет преобразование входного сигнала по 0 закону, который позволяет восстановить измеренную дисгГерсию сигнала на выходе вибродатчика б в данной полосе.

Сигнал с выхода функционального ее преобразователя 14 поступает на первый вход блока 15 сравнения. На второй вход блока 15 сравнения поступает сигнал изс(Д определяющий заданную величину дисперсии. Сигнал рассогласования с выхода блока 15 60 сравнения поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 3 и управляет коэффициентом усиления таким образом, чтобы измеренная дисперсия сигнала вибродатчика б в полосе частотой была равна заданной.

Устройство повышает точность воспроизведения спектра случайных вибраций за счет того, что управление в нем осуществляется с учетом как параметров анализирующих каналов, так и неравномерности спектра.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения спектра случайных вибраций, содержащее параллельные формирующие каналы, Кс1ждый из которых включает последовательно соединенные генератор шума, полосовой фильтр и первый регулируемый усилитель, общий для всех каналов сумматор, входы которого подключены к выходам первых регулируемых усилителей, а выход подключен к .входу возбудителя колебаний, и многоканальную обратную связь, включающую вибродатчик, установленный на подвижной части возбудителя колебаний, набор анализирующих фильтров, канальные измерители дисперсии, подключенные к выходам соответствующих анализирующих фильтров, и первые блоки сравнения, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих первых регулируемых усилителей, отличающееся

тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено в каждом каналеобратной связи функциональным преобразователем, подключенным выходом к звходу первого блока сравнения, последовательно соединенными вторым генератором шума, вторым регулируемым усилителем и двухвходовым сумматором, второй вход которого подключен к выходу вибродатчика, а выход - к входу анализирующего фильтра, и пос0ледовательно соединёнными регулируемым делителем и вторым блоком сравнения, выход которого подключен к управляющему входу второго регулируемого усилителя, имеющего второй выход, подключенный к управляющему

входу функционального преобразователя, а также измерителем дисперсии воспроизведенного спектра вибраций, вход которого подключен к выходу

0 вибродатчика, а выход - к управляющему входу регулируемого делителя, второй вход которого подключен к выходу канального измерителя диспер- . сии:

Источники информации,

5 принятые во внимание При экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 419755, кл. G 01 М.7/00, 1974.

2.Патент США I 3163809,

кл G 01 М 7/00, 1964.(прототип).