Установка для определения динамической характеристики объекта Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов на одиночный удар, а именно,к установкам для определения динамических характеристик объектов .

Известна установка для определения динамических характеристик объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту,устанавливаемый на исследуемом объекте датчик ускорения, выход которого соединен через согласующее устройство с анализатором спектра, содержащим блок фильтров нижних частот, блок полосовых фильтров, блок амплитудных детекто.ров и устройство отображения 1 .

Недостатком этой установки является необходимость воздействия на объект ударным импульсом нормированной формы и необходимость аналитической или графоаналитической обработки результатов измерений.

Наиболее близкой к изобретению по техническому существу является установка для определения динамической характеристики объекта в цифровой форме, содержащая устройство для приложения одиночного ударного

импульса к исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход которого подключен к устройству отображения через согласукяций усилитель и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализатор спектра 2 .

Эта установка осуществляет опреде10ление лишь формы и спектра Фурье импульса отклика, а определение ударного спектра осуществляется расчетным путем.

Целью изобретения является аппара15турное определение ударного спектра объекта при на1ружении импульсом произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем, что установка для определения

20 динамической характеристики , содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход ко25 торого подключен к устройству отобр ажения через согласукчаий усилитель и последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализатор

30 спектра, снабжена блоком коммутаторов. блоком фильтров нижних частот, цифр аналоговым преобразователем, блоком амплитудных детекторов, блоком запу ка, генератором тактовой частоты и счетчиком циклов, выход согласующег усилителя соединен с входом аналого цифрового преобразователя через посл довательно соединенные блок коммута торов и блок фильтров-нижних частот другой выход запоминающего устройст подключен к одному из входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом согласующего усилителя, к выходу анализатора спектра подключен один вход блока амплитудных детекторов, выход которого соединен с входом устройства отображения, выход блока запуска подключен к одному из входов генератора тактовой частоты, выход которого через счетчик циклов соединён с другими входами блока коммутаторов, аналого-цифрового преобразователя и цифроанало гового преобразователя, а другие выходы счетчика циклов соединены со входом блока запуска и другими входами блока амплитудных детекторов и генератора тактовой частоты. На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки. Установка содержит устройство 1 для приложения одиночного ударного импульса произвольной формы к иссле дуемому объекту 2, на котором установлен датчик 3 ускорения, выход которого подключен к устройству 4 отображения через последовательно соединенные согласующий усилитель 5, блок 6 коммутаторов, блок 7 фильтров нижних частот, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, запоминающее устройство 9, цифровой анализатор 10 спектра и блок 11 амплитудных детекторрв. Другой выход запоминающего устройства (ЗУ) 9 подключен к одному из входов цифроаналогового преобразователя (ЦАП ) 12, выход которого соединён с другим входом согласующего усилителя 5. Установка содержит также блок 13 запуска, подключенный выходом к одному из входов генератора 14 тактовой частоты, выход которого соединен со входом счетчика 15 циклов, один из выходов которого подключен к другому входу блока 6 коммутаторов, другой выход подключен к другому входу АЦП 8, третий выход соединен с другим входом блока ЦАП 1 четвертый, выход соединен с другим входом генератора 14 тактовой частоты, пятый выход подключен ко входу блока 13 запуска, а шестой выход соединен с другим входом блока 11 амплитудных детекторов. Установка работает следующим образом, в первый момент при соударении устройства 1 с исследуе1Уым объектом 2 включается блок 13 запуска (выполненный, например, в виде фотодиода с источником света и триггером, изменяющим уровень напряжения на своем выходе при пересечении светового потока движущимся устройством 1 ), который включает генератор 14 тактовой частоты, с выхода которого поступают тактовые импульсы на счетные схемы счетчика 15 циклов. С младшего разряда счетчика 15 циклов на другие входы блока 6 коммутаторов , АЦП 8 и ЦАП 12 поступают импульсы минимальной длительности приемя- Реакция объекта 2 на одиночный удар, преобразованная датчиком 3 ускорения в импульсный сигнал напряжения, поступает через согласующий усилитель 5 на вход блока б коммутаторов. Блок6 коммутаторов, в связи с поступившим на его второй вход сигналом с младшей пересчетной схег«л счетчика 15 циклов, подключает в блоке 7 фильтров нижних частот фильтр, обладающий наибольшей из установленных частот среза. С выхода блока 7 фильтров нижних частот отфильтрованный импульсный аналоговый сигнал поступает на первый вход АДП 8, где преобразуется в дискретные цифровые отсчеты импульса удара, значения которых подаются вЗУ 9. После заполнения ЗУ 9 с его второго выхода, когда ударный импульс длительностью t окажется полностью зарегистрированным за время наблюдения Т, с максимальной частотой, соответствующей дискретизации /1 приема импульс поступает на цифровой анализатор 10 спектра, выполненный на основе блока быстрого прёобразования Фурье, с выхода которого спектр Фурье импульса поступает на блок 11 амплитудных детекторов, где выделяется пиковое значение амплитуды спектра в каждом из его разрядов. Одновременно с этим с первого выхода ЗУ 9 зарегистрированный импульс поступает, на один из входов ЦАП 12, на другой вход которого поступают импульсы минимальной длительности с третьего выхода счетчика 15 циклов, г снова преобразуется в аналоговый импульсный сигнал, который подается на другой вход согласующего усилителя 5 для позторного анализа. Этот сигнал на втором цикле анализа вновь поступает на блок б коммутаторов, на другой вход которого одновременно поступает сигнал со следующей счетной схемл счетчика 15 циклов, благодаря чему блоком б коммутаторов подключается в блоке 7 фильтров нижних частот следующий фильтр), частота сре за которого (1,„ад)меньше частоты среза ( ) первом цикле анализа Все остальные операции над сигналами аналогичны описанным. Кроме того, что частота дискретизации на втором цикле анализ а й д„ол„за 24tnpi,eMa. Затем процесс циклически повторяется до тех пор, пока счетчиком 15 циклов не пройдены все циклы пересчета, после чего с его шестого выхода поступает командный импульс на второй вход блока 11 амплитудных детекторов, с четвертого выходана другой вход генератора 14 тактов частоты, а с пятого - на вход блока 13 запуска, которыми (импульсами сбрасываются, соответственно, пиковые значения амплитуд на резонансны частотах фильтров анализатора 10 спектра в устройство 4 отображения, выключается генератор 1.4 тактовой частоты, а блок 13 запуска взводится для повторного срабатывания установки. Таким образом, на выходе устройства 4 отображения получен действительный ударный спектр объекта 2 как его динамическая характеристика полученная в результате воздействия на объект импульса произвольной фор мы. . Использование изобретения позволяет осуществить кзмерение ударного спектра при воздействии на объект ударным импульсом произвольной форMJ, что способствует сокращению времени испытаний и повышению коэффициента использования оборудования. Формула изобретения Установка для определения динами ческой характеристики объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к .иссл дуемому объекту, устанавливаемой на объекте датчик ускорения, выход ко рого подключен к устройству отображения «ерез согласующий усилитель и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализатор спектра, отличающаяс я тем, что, с целью аппаратурного определения ударного спектра объекта при нагружении импульсом произвольной формы, она снабжена блоком KOMMJ-таторов, блоком фильтроь нижних частот, цифроаналоговым преобразователем, блоком амплитудных детекторов, блоком запуска, генератором тактовой частоты и счетчиком циклов, выход согласующего усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через последовательно соединенные блок коммутаторов и блок фильтров нижних частот, другой выход запоминающего устройства подключен к одному из входов цифроаналогового преобрав эателя, выход которого соединен с другим входом согласующего усилителя, к выходу анализатора спектра подключен один вход блока амплитудных детекторов, выход которого соединен с входом устройства отображения, выход блока запуска подключен к одному из входов генератора тактовой частоты, выход которого через счетчик циклов соединен с другими входами блока коммутаторов,аналогоцифрового преобразователя и цифроаналогового прео.бразователя, а другие выходы счетчика циклов соединены со входом блока запуска и другими входами блока амплитудных детекторов и генератора тактовой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Каталог фирмы Брншь и Къер. Раздел Анализирукяцие и выравнивающие система для автоматического испытания на случайные вибрации и механические удары. Модели 3378, 3379, 3380, 1975. 2.Каталог фирмы 1MV .Разделы Виброиспытательная система модели IDICS-72lb, 1978 (прототип).