Устройство для испытания изделий на широкополосную случайную вибрацию Советский патент 1982 года по МПК G01M7/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ШИРОКОПОЛОСНУЮ СЛУЧАЙНУЮ ВИБРАЦИЮ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания изделий на широкопо лосную случайную вибрацию, и может быть применено в машиностроении,. Известно устройство для испытания изделий, на широкополосную случайную вибрацию, содержащее генератор белогЪ шума, узкополосные фильтры-усилители, сумматоры, на которые подаются выходные сигналы фильтров-усилителей и фазоинверторы, выборочно включаемые в линии связи узкополосных фильтровусилителей с сумматорами til. Недостатком устройства является невысокое быстродействие, обусловленнов ручной коммутацией фильтров-усилителей и фазоинверторов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для испытания изделий на широкополосную случайную вибрацию, содержащее генератор белого шума, узкополосный фильтр, блок девиации узкоПОЛОСНОГО сигнала, блок многоканальной памяти, элементы записи и воспроиз ведения, сумматор, последовательно соединенные усилитель мощности, возбудитель колебаний с установленным на его подвижной части или на изделии датчиком вибраций, анализатор спектра, первый коммутатор, блоки сравнения, ко вторым входам которых подключен задатчик спектра, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя,подключенного выходом к входу блока многоканальной памяти 123. Устройство позволяет проводить испытание изделий на широкополосную случайную вибрацию, однако на этапе формирования спектра, на возбудитель колебаний подают наряду с откорректированными частотными полосами неоткорректированные, что снижает точность формирования спектра. Кроме того, формирование спектра осуществляется с помощью перестраиваемого фильтра с неидеальной амплитудно-час тотной характеристикой, что также снижает точность формирования спектра. Цель изобретения - повышение точности формирования требуемого широкополосного случайного сигнала путем последовательного возбуждения колеба ний узкополосным случайным сигналом и коррекции его уровня. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управ ления, третьим коммутатором, первым ключом, сумматор выполнен с управляе мым числом входов, которые подключен к соответствующим выходам блока мног канальной памяти, входы последнего подключены с помощью третьего коммутатора к выходу регулируемого усилителя, выход которого через первый ключ подсоединен к входу сумматора, генератор белого шума через узкополосный фильтр подключен к входу блок девиации частоты, выполненному в вид последовательно соединенных второго ключа,- двухвходового сумматора, первого и второго элементов записи и воспроизведения., из которых второй подключен выходом ко второму входу регулируемого усилителя, и третьего ключа, выходом подключенного ко второму входу двухвходового сумматора,. причем управляющие входы элементов записи и воспроизведения, всех ключей, узкополосного фильтра, третьего коммутатора и блока многоканальной памяти подключены к выходу блока управления. На чертеже представлена блок- схем устройства. Устройство содержит генератрр 1 белого шума, к выходу которого подключен узкополосный фильтр 2, имеющи амплитудно-частотную характеристику, близкую к прямоугольной, последовательно соединенные второй ключ 3 двухвходовой сумматор , первый и второй элементы 5 и 6 записи и воспр изведения соответственно, третий ключ 7, выход которого подключен ко второму входу сумматора k, выход эле мента .6 подключен ко входу регулируе мого усилителя 8, выход последнего через первый ключ 9 подсоединен ко входу сумматора 10 с регулируемым числом входов, ко входам сумматора 10 подключены также соответствующие выходы блока 11 многоканальной памя ти, входы которого через третий коммутатор 12 подсоединены к выходу регулируемого усилителя 8, устройство содержит также последовательно соединенные усилитель 13 мощности, вход которого подключен к выходу сумматора 10, возбудитель И колебаний, на подвижной части которого или на изоляции установлен вибродатчик 15, анализатор 1б спектра, первый коммутатор 17, блоки 18 сравнения, ко вторым входам которых подключен задатчик 19 спектра, выходы блоков 18 сравнения через второй коммутатор 20 подключены к управляющему входу регулируемого усилителя 8. Выходы блока 21 управления подключены к управляющим входам узкополосного фильтра 2, всех ключей 3, 7, 9 элементов 5-и-6 записи и воспроизведения, третьему коммутатору 12 и блоку 11 многоканальной памяти. Элементы блок-схемы, обозначенные позициями образуют блок 22 девиации узкополосного сигнала. Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 1 белого шума, имеющий равномерный спектр в рабочем диапазоне частот, поступает через узкополосный фильтр 2, имеющий амплитудно-частотную характеристику, близкую к прямоугольной, на вход второго ключа 3 и далее через двухвходовый сумматор на вход элемента 5 записи и воспроизведения си гнала , который в этот момент включен в режим Запись I, После записи узкополосного сигнала первый элемент 5 записи и воспроизведения сигнала переключается в режим Воспроизведение I, а второй элемент 6 записи и воспроизведения си|- нала включается в режим Запись I, при этом режим Воспроизведение I осуществляется при скорости Vo которая больше величины скорости V, при которой осуществлялся режим Запись I, из-за чего происходит сдвиг узкополосного спектра на оси частот. Величина отношения скорости Vft/V выбирается такой. Чтобы сдвиг спектра происходил на величину ширины спектра ди узкополосного процесса, В режиме Воспроизведение II сигнал с .выхода второго элемента 6 записи и воспроизведения сигнала поступает на вход регулируемого усилителя 8 и через третий ключ 7 двухвходовый сумматрр k на вход первого эпемента 5 записи и воспроизведения си|- нала и процесс переноса спектра узкополосного сигнала на оси частот вновь повторяется. УЗКОПОЛОСНЫЙ сигнал с выхода регулируемого усилителя 8 поступает на вход третьего коммутатора 12 и на вход первого ключа 9 и далее на сумматор 10, усилитель 13 мощности, возбудитель 14 колебаний, где происходит преобразование электрических колебаний в механические, .Вибродатчик 15 преобразует механические колебания снова в электрические, которые поступают на вход анализатора 16 спектра и через первый коммутатор 17 поступают на блок 18, где происходит сравнение с заданными значениями. Сигнал рассогласования через второй коммутатор 20 поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 8. Коэффициент усиления регулируемого усилителя 8 устанавливается таким, чтобы сигнал рассогласования стремился к нулю. Скорректированный таким образом узкополосный процесс с выхода регулируемого усилителя 8 поступает через третий коммутатор 12 на запись в первый канал блока 11 многоканально памяти. Затем точно также происходит запись во второй канал блока 11 многоканальной памяти скорректированного узкополосного процесса, спектр которого уже сдвинут относительно спектра первого .узкополосного процесса. Высокая прямоугольность амплитудно-частотной характеристики узкополос ного фильтра 2, приводит к существенному уменьшению взаимосвязи между каналами, что в свою очередь позволяет осуществлять последовательную коррекцию усиления узкополосных процессов и запись их в блок многоканальной магнитной памяти. Формула изобретения Устройство для испытания изделий на широкополосную случайную вибрацию содержащее генератор белогр шума, узкополосный фильтр, блок девиации . узкополосного сигнала, блок многоканальной памяти, элементы записи и воспроизведения, сумматор, последовательно соединенные усилитель мощности, возбудитель колебаний с установленным на его подвижной части или на изделии вибродатчиком, анализатор спектра, первый коммутатор, блоки сравнения, ко вторым входам которых подключен задатчик спектра, второй коммутатор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя; подключенного выходом к входу блока многоканальной памяти,о тличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования требуемого широкополосного случайного сигнала путем последовательного возбуждения колебаний узкополосным случайным сигналом и коррекции его уровня, оно снабжено блоком управления, третьим коммутатором и первым ключом, сумматор выполнен с управляемым числом входов, которые подключены к соответствующим выходам блока многоканальной памяти, входы последнего подключены с помощью третьего коммутатора к выходу регулируемого усилителя, выход которого через первый ключ подсоединен к входу сумматора, генератор белого шума через узкополосный фильтр подключен к входу блока девиации частоты, выполненному в виде последовательно соединенных второго ключа, двухвходового сумматора, первого и второго элементов записи и воспроизведения,- второй из которых подключен выходом ко второму входу регулируемого усилителя, и третьего ключа, подключенного выходом ко второму входу двухвходового сумматора, причем управляющие входы элементов записи и воспроизведения, всех ключей, узкополосного фильтра, третьего коммутатора и блока многоканальной памяти подключены к выходу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Божко А.Е. и Уре-цкий Я.С. Системы формирования спектра случайных вибраций. Hayкова Думка, Киев, 1979. с.113-115. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2583669,кл. G 01 М 7/00, 1979 (прототип).