Устройство для воспроизведения узкополосной случайной вибрации Советский патент 1982 года по МПК G01M7/00 

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно - к устройствам для воспроизведения узкополосной случайной вибрации.

Известно устройство для испытания изделий на случайную вибрацию, содержащее генератор случайного сигнала, полосовой избирательный усилитель с перестраиваемой полосой, регулируемый усилитель, усилитель мощности и возбудитель колебаний, цепь обратной связи, включающую вибродатчик и анализатор, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя

Недостатком известного устройства является невысокая точность результатов испытаний, обусловленная невозможностью реализации стабильных параметров высокодобротного перестраиваемого во всем диапазоне частот полосового избирательного усилителя.

Наиболее близкое к предлагаемому .по технической сущности устройство для воспроизведения узкополосной случайной вибрации содержит генераторы гармонического сигнала фиксированной и переменной частот, последовательно соединенные генератор белого шума, узкополосный фильтр, балансный модулятор с подключенным к нему генератором гармонического сигнала

to ;фиксированной частоты, регулируемый усилитель, смеситель с подключенным к нему генератором гармонического сигнала переменной частоты, фильтр нижних частот, усилитель мощности

15 и возбудитель колебаний, измерительную цепь, включающую вибродатчик, согласующий усилитель и измеритель параметров вибрации. Большая точность воспроизводимых этим уст20ройством вибраций по сравнению с рассмотренным выше обусловлена переносом спектра случайного сигнала в область более высоких частот ц2. 3 ,9 Однако система управления уровнем этого устройства обладает большой инерционностью. Цель изобретения - уменьшение инерционности управления. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными блоками памяти, вычислений и управления, при этом выход последнего подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, управляемым ключом, служащим для соединения выходов йильтра нижних частот и согласующего усилителя с блоком памяти, а также формирователем тактовых импульсов, вход которого подключен к генератору гармони ческого сигнала переменной частоты, а выход - к управляющему входу ключа.. На чертеже представлена блок-схе ма устройства. Устройство для воспроизведения узкополосной случайной вибрации содержит последовательно соединенные генератор 1 белого шума, узкополосн фильтр 2, балансный модулятор 3 с подключенным к нему генератором 4 гармонического сигнала фиксированной частоты, регулируемый усилитель 5, смеситель 6 с подключенным к нем генератором 7 гармонического сигнал переменной частоты, фильтр 8 нижних частот, выходной усилитель 9, усилитель 10 мощности и возбудитель 11 колебаний, а также измерительную цепь, включающую вибродатчик 12, согласующий усилитель 13 и измерите Ik параметров вибрации. Для определения закона изменения огибающей узкополосного случайного сигнала служат последовательно сое диненные блоки 15, 16 и Г/ памяти, вычислений и управления соответственно, причем выход последнего подключен к управляющему входу регулируемого усилителя 5- Для подключения выходов фильтра 8 нижних частот и согласующего усилителя 13 к входам блока 15 памяти служит управляемый ключ 18, вход которого подключен к выходу формирователя 19 тактовых импульсов, входом подклюме ного к выходу генератора 7 гармонического сигнала переменной частоты. Устройство работает следующим образом. С генератора 1 белого шум случайный сигнал с нормальным распределением амплитуд и равномерной спектральной плотностью поступает на узкополосный фильтр 2 с требуемой полосой пропускания. С помощью балансного модулятора 3 и высокочастотного генератора k гармонического сигнала спектр переносится в область более высоких частот. С выхода балансного модулятора 3 сигнал, поступает на регулируемый усилитель 5 с переменным коэффициентом передачи, средняя частота которого настроена на верхнюю боковую частоту сигнала балансного модулятора 3. Для формирования низкочастотного сигнала в заданном диапазоне частот используется смеситель 6, на который подается узкополосный шум с усилите ля 5 и синусоидальный сигнал с генератора 7 переменной частоты. Со смесителя 6 сигнал поступает на фильтр 8 нижних частот, который выделяет составчастотой. Полуляющую с разностной ченный узкополосный шум усиливается выходным усилителем 9 и усилителем 10мощности, питающим возбудитель 11колебаний. Механические колебания преобразуются вибродатчикрм 12 в электрический сигнал, который поступает через согласующий, усилитель 13 на измеритель 14 параметров вибрации и через ключ 18 на вход блока 15памяти. Кроме того, из узкополосного шума с фильтра 8 нижних частот с помощью ключа 18 выделяется и поступает на вход -блока 15 памяти конечное число i мгновенных значений напряжения в течение периода колебания в моменты времени t , t.,... , t ,. .. , t. Эти значения (.все время обновляющиеся обрабатываются в блоке 16 вычислений, куда также поступают значения напряжения в те же моменты времени через ключ 18 с выхода согласующего усилителя 13- В блоке 16вычислений выбираются максимальные значения каждой из двух выборок сравниваются и определяется разница, которая с помощью блока 17 управления управляет коэффициентом передачи, регулируемого усилителя 5 . Цыах -I л у. iwaXi Формирователь 19 тактовых импулы сов управляет работой ключа 18, с помощью которого выделяются мгновенные значения напряжений в моменты t, ti,... ti,..., ty,. Частота тактовых импульсов меняется в зависимости от средней частоты формируемого узкополосного сигнала;так, чтобы выборка t| всегда имела определенное число значений на период Ш, что обеспечивается управлением частотой этих импульсов от генератора 7 гармонического сигнала переменной частоты.

Изобретение уменьшает инерционность управления виброиспытаниями, сокращая время анализа закона изменения огибающей узкополосного случай ного сигнала. Уменьшение инерционное ти управления позволяет повысить надежность и точность виброиспытаний.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения узкополосной случайной вибрации, содержащее генераторы гармонического сигнала фиксированной и переменной частот, последовательно соединенные генератор белого шума, узкополосный фильтр, балансный модулятор с подключенным к нему генератором гармонического сигнала фиксированной частоты, регулируемый усилитель, смеситель с подключенным к нему генератором гармонического сиг970167

нала переменной частоты, фильтр нижних частот, усилитель мощности и возбудитель колебаний, измерительную цепь, включаю1иую вибродатчик, согласующий усилитель и измеритель параметров вибрации, отличающееся тем, что, с целью уменьшения инерционности управления, оно снабжено последовательно соединенными .

to блоками памяти, вычислений и управления, выход которого подключен к управляюи ему входу регулируемого усилителя, управляемым ключом, слу- , жащим для соединения выходов фильтра

ts нижних частот и согласующего усилителя с блоком памяти, а также формирователем тактовых импульсов, вход которого подключен к генератору гармонического сигнала переменной

0 частоты, а выход - к управляющему входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кузнецов А.А. Вибрационные

5 испытания элементов и устройств автоматики. М., Энергия, 1976, с.23.

2.Клюев В.В. Г1риборы и системы для измерения вибраций, шума и удара. Книга 2, М., Машиностроение, с.185 (прототип).