Устройство для резонансных виброиспытаний изделий

Устройство для резонансных виброиспытаний изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРОИСПЫТАНИЙ -ИЗДЕЛИЙ, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, исполнительный элемент, управляющий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, размещаемый на изделии вибродатчик, выход которого через согласующий усилитель подключен к входу фазового детектора, управляемый переключатель, выход которого подключен к второму входу фа ,§ового детектора, а входы - к выходу управляющего генератора, один из которых подключен через инвертор, преобразователь фазового рассогласования, подключенный к выходу фазового детектора, первый ло гический блок, состоящий из последовательно соединенных счетчика импульсов , вхоцы которого подключены к выходам управляющего генератора и преобразователя фазового рассогласования,, .блока задержки и триггера, формирователь импульсов , вход которого подключен к выходу триггера, а выход - к входу исполнительного элемента, последовательно сое диненные амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу согласующего усилителя, и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности виброиспытаний , оно снабжено однополупериодным выпрямителем, включенным между выходом блока сравнения и входом исполни (Л тельного элемента, и вторым логическим блоком, выполненном в виде двух триг геров знаков, первый из которых под-ключен к выходу фазового детектора, а второй - к выходу блока сравнения, И двух блоков запрета, первый из кото-, о о :о рых подключен входом к выходам тригге ров знаков, вход второго блока запрета подключен к выходу первого блока запрета и входу формирователя импульсов, 9д -выход - к управляющему входу переклю СО чателя, а выход первого блока запрета : подключен также к установочному входу .-триггера, первого логического блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

G 01 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

НИЕ ИЗОБР ТЕ

HOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ:

:Г -:. » »у 4 ФЮ 6

ОПИСА

НИЯ

К АВТОРС (21) 3403355/18-28 гический блок, состоящий из последова(22) 12;03.82 .— тельно соединенных счетчика импульсов, (46) 07.09.83. Бюл. K 33 входы которого поцключены к выхоцам (72 ) В. П. Большаков, В. Б. Долгод ров," - управля ющего генератора и преобразоваВ. В. Кабанов и А. А. Сергеев . -, теля фаэового рассогласования, блока (71) Ленинграцский ордена Ленина элек- "-.--- задержки и триггера, формирователь имтротехнический институт им. В. И. Улья-:: пульсов, вход которого поцключен к вынова (Ленина) :: ходу триггера, а выход « к вхоцу испол(53) 620,178 5(088.8) нительного элемента, последовательно сое (56) 1. Авторское свицетельство СССР,, -: диненные амплитудный цетектор, вход

N 868396, кл. Cj 01 М 7/00, 1980. ::::=. которого поцключен к выхоцу согласую»

2. Авторское свицетельство СССР .-,- - - ::щего усилителя, и блок сравнения, о т

Мо 945707, кл. Q 01 М 7/00, 1980 -..:,,-:.. л и ч а ю щ е е с я тем,-что, с целью (прототип). -- - ;; — повышения производительности виброиспы. : таний, оно снабжено оцнополупериоцным (54)(57) УСТРОЙСТВО дЛя РЕЗОНАН-:::, выпрямителем, включенным межцу выхо- щ

СНЫХ ВИБРОИСПЫТАНИЙ -ИЗДЕЛИЙ,;:,=-„, дом блока сравне"ия и входом исполни содержащее послецовательно соединенные:,:: тельного элемента, и вторым логическим фазовый детектор, исполнительный эле:, - .:"-.- блоком, выполненным в виде цвух тригмент, управляющий генератор, усилитель - - .-" геров знаков, первый из которых поцмощности, возбуцитель колебаний, разме- ;;-::-.-ключен к выхоцу фазового цетектора, щаемый на иэделии вибродатчик, выхоц::,,—:-.а второй» к выходу блока сравнения, которого через согласующий усилитель ;:,,: н двух блоков запрета, первый из кото подключен к входу фазового детектора,:- --.-,: рых подключен вхоцом к выходам триггеуправляемый переключатель, выхоц ко- .:. - . - .ров знаков, вхоц второго блока запрета торого подключен к второму вхоцу фа-, .,:=,- -поцключен к выходу первого блока запрезового детектора, а входы - к выходу .,-"- та и входу формирователя импульсов, управляющего генератора, оцин из которых ":-..::- =-выход - к управляющему вхоцу переклю поцключен через инвертор, преобразователь :,==-. -бетеля, а выход первого блока запрета фазового рассогласования, подключенный .,-- „; -:-: itonxnmseH также к установочному входу к выходу фазового цетектора, первый ло;, ;-;::.: -:;.триггера. первого логического блока.

63 1 го рассогласования, блока зацержки и триггера, формирователь импульсов, вход которого поцключен к выходу триггера, а выхоц - к вхоцу исполнительного элемента, последовательно соециненные амплитудный цетектор, вход которого поцключен к выходу согласующего усилите ля, и блок сравнения. Устройство позволяет автоматизировать процесс определения резонансных частот изцелия, а также провецение многоцикловых испытаний на резонансных частотах (2)

Оцнако процесс испытаний цлителен, что обусловлено малой скоростью развертки частоты управляющего генератора в области частот, характеризующейся малыми, по сравнению с резонансными, значениями амплитуд колебаний изцелия.

Йель изобретения - повышение производительности виброиспытаний.

Поставленная цель цостигается тем, что устройство цля резонансных виброиспытаний иэделий, содержащее послецовательно соединенные фазовый цетектор, исполнительный элемент, управляющий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, размещаемый на изцелии виброцатчик, выхоц которого через согласующий усилитель поцключен к вхоцу фазового детектора, управляемый цереключатель, выход которого поцключен к второму вхоцу фазового цетектора, а входык выходу управляющего генератора, оцин из которых подключен через инвертор, преобразователь фазового рассогласования, поцключенный к выхоцу фазового детектора, первый логический блок, состоящий из последовательно соециненных счетчика1 импульсов, вхоцы которого подключены к выхоцам управляющего генератора и пре» обраэователя фазового рассогласования, блок задержки триггера, формирователь импульсов, вход которого поцключен к выхоцу триггера, а выход - к вхоцу испог нительного элемента, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход ко торого подключен к выходу согласующего усилителя, и блок сравнения, снабжено оцнополупериоцным выпрямителем, вклю ченным межцу выхоцом блока сравнения и вхоцом исполнительного элемента, и вторым логическим блоком, выполненным в виде двух триггеров знаков, первый из которых подключен к выходу фазового цетвктора, а второй - K выхоцу блока сравнения, и двух блоков запрета, первый из которых поцключен входом к

1 выхоцам триггеров знаков, вхоц второго блока запрета подключен к выхоцу пер-.

1 10403

Изобретение относится к испытатель, ной технике и может быть использовано в машиностроении.

Известно устройство для резонансных виброиспытаний сложных конст» рукций, соцержашее генераторы импульсного и гармонического сигналов, поцключенные к входу воэбуцителя колебаний, виброцатчики, установленные на испытуемой конструкции, многоканальный анало-. 40 го-цифровой преобразователь, сигнальные входы которого поцключены к выхоцам виброцатчиков, ЭВМ, блок регистрации и анализатор спектра, поцключенные к выходам аналого-цифрового преобразова- 15 теля, блоки управления, синхронизации и оперативной памяти, блоки задания частоты, шага по частоте и задержки, а также сумматор. Устройство прецназна» чено цля опрецеления цинамических ха- 20 рактеристик сложных многомассовых конструкций. Процесс испытаний имеет цва этапа. Первый заключается в том, что конструкцию подвергают ударному возцействию, оценивая при этом резонан- 25 сные характеристики отклика. Полученные предварительные значения резонансных частот конструкции используются цля расчета начальных данных цля гармони. ческого виброиспытания. Использование gp предварительного ударного возбуждения позволяет существенно. сократить время проведения испытаний 11

Оцнако известное устройство имеет большую стоимость и сложно в обслужи35 вании.

Наиболее близким к прецлагаемому по технической сущности является устройство цля резонансных виброиспытаний изделий, содержащее последовательно соециненные фазовый детектор, исполнительный элемент, управляющий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, размещаемый на иэделии

45 виброцатчик, выход которого через согласующий усилитель поцключен к вхоцу фазового детектора, управляемый переключатель, выхоц которого поцключен к второму вхоцу фазового детектора, а вхоцы - к выхоцу управляющего генера50 тора, оцин иэ которых подключен через инвертор, преобразователь фазового рассогласования, подключенный к выхоцу фазового детектора, первый логический блок, состоящий из послецовательно соединенных счетчика импульсов, вхоцы ко торого поцключены к выхоцам управляюшв го генератора и преобразователя фазовоз 104036 вого блока запрета и вхоцу формирователя импульсов, выход — к управляющему входу переключателя, а выход первого блока запрета подключен также к устано вочному входу триггера первого логичес- -5 кого блока.

На фиг. 1 прецставлена структурная схема прецлагаемого устройства; на фиг. 2 - амплитудно-фазовые характе- щ ристики иэделий, имеющие цве резонанс- ные частоты.

Устройство из резонансных виброиспытаний иэделий соцержит последов@тельно соединенные фазовый цетектор 1, исполнительный элемент 2, управляющий генератор 3, усилитель 4. мощности, возбудитель 5 колебаний, на поцвижной час- . ти которого установлено изделие 6, вибродатчик 7, выхоц которого через согласующий усилитель 8 подключен к .входу детектора 1, преобразователь 9 фазового рассогласования, вход которого поцключен к выхоцу детектора 1, а выхоц - к входу первого логического бло- ка 10, включающего последовательно соединенные счетчик 11 импульсов, вхоц которого поцключен также к выходу генератора 3 и своему выходу, блок 12 . 30. задержки и триггер 13, выхоц которого через формирователь 14 импульсов подключен к входу исполнительного элемента 2, послецовательно соединенные амплитудный цетектор 15, блок 16 сравнения и однополупериоцный выпрямитель 17, выхоц которого подключен к вхоцу элемента 2.

Устройство соцержит второй логический блок 18, включающий первый и второй триггеры 19 и 20 знаков, а также первый и второй блоки 21 и 22 запрета. Триггер 19 знака подключен к вы ходу детектора 1,, а триггер 20 — к выходу блока Й6 сравнения. Выхоцы триггеров 19 и 20 подключены к вхоцу бло,» ка 21 запрета, выход которого подключенк установочному вхоцу триггера 13 .и входу второго блока 22 запрета, поцклю ченного также входом к выхоцу тригге ра 13. Для -соецинения выхода генератора 3 с входом фазового цетектора 1 служит управляемый переключатель 23, управляющий вход которого через промежуточный каскад 24 соединен с выходом:,. второго блока 22 запрета, а сигнальные вхоцы переключателя 23 соединены с выхоцом генератора 3: оцин непосред- ственно, а другой — через инвертор 25, 3 4 выхоц переключателя 23 соецинен с вторым входом фазового детектора 1.

Устройство работает слецуюшим образом.

При включении устройства триггер 13 и первый блок 21 заппета устанавливаюъ ся в нуль. Этим состояниям соответствуют; нулевые сигналы на выходе формирователя 14 импульсов и второго логического блока 18, В результате íà выходе промежуточного каскада 24 устанавливается напряжение, при котором управляемый переключатель 23 поцключает непа средственно выход генератора 3 к второ. му вхоцу фазового детектора 1.

Генератор 3 вырабатывает сигнал, частота которого меньше наименьшей собственной частоты иэделия 6. Сигнал генератора 3 усиливается усилителем 4 мощности и поступает на вхоц возбуди теля колебаний. Сигнал вибродатчика 7, пропорциональный амплитуце колебаний, поступает через согласующий усилитель 8 на первый вход фазового цетектора 1, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный по величине разности фаз сигналов, поступающих на входы фазового цетектора 1. Полярность выходного напряжения детектора 1 зависит от отставания или опережения цо фазе cnvнала генератора 1 сигналом с выхода усилителя 8. Подача сигнала положительной полярности на управляющий Bxog исполнительного элемента 2 привоцит к. нарастанию сигнала на его выходе„На величину сигнала, поступающего на управляющий вход исполнительного элемента 2, оказывает влияние сигнал с выхода блока 16 сравнения, .в котором осуществляется сравнение сигнала амплитуцного цетектора 15 с опорным. Полярность сигнала на выхоце блока 15 положительная, если величина опорного сигнала больше сигнала амплитуцного детектора 15. Раз костный сигнал с выхоца блока 16 поступает на вхоц однополупериоцного выпрямителя 17 и цалее на вхоц элемента 2, вызывая цополнительное нарастание сигнала на его выхоце. При этом с боль шей скоростью увеличивается частота сигнала генератора 3.

Скорость развертки частоты уменьшается вблизи частоты (д„, (фиг. 2а), . когда на выхоце выпрямителя 17 сигнал станет равным О. В дальнейшем при приближении к частоте 4, (фиг. 2а) уменьшается фазовый сцвиг межцу. сигналами, поступающими на вхоцы фазового детекто

1040363 ра 1. Около резонансной частотыЯ1, когда сигнал на вьчхоце фазового детектора 1 оказывается меньше эацанного сигнала ошибки, срабатывает преобразо» ватель 9 фазового рассогласования и 5 уровень логической единицы прикладывается к запускающему вхоцу счетчика 11 импульсов. Сигнал на sbIxolle счетчика 11 импульсов будет сформирован по прошвст» вию заданного числа периоцов колебаний

10 на резонансной частоте Я .

Перехоц к режиму работы íà следую шую резонансную частоту испытуемого иэделия 6 происходит через интервал времени, необходимый QJIsl измерения зна-

15 чения предыцущей частоты. Необходимую временную задержку вносит блок 12 задержки. При появлении логической единицы на выходе блока 12 зацержки на выхоце триггера 13 также устанавлив ется единица, В результате на выходе формирователя 14 импульсов появляется импульс положительной полярности, которьй приклацывается к управляющему входу исполнительного элемента 2 и

25 обеспечивает быстрое приращение частоты сигнала управляемого генератора 3.

Одновременно сигнал логической единицы устанавливает единицу на выходе второго логического блока 18. В результате переключается промежуточный каскад 24 и управляемый переключатель 23 подсоединяет к второму вхоцу фазового цетектора 1 выхоц инвертора 25, В устройстве начинается процесс частотной авто- 35 настройки, который цля.объекта с частот» ной характеристикой, показанной на фиг. 2а, закончится на резонансной чао» тоте 6) . При этом время прохожцения частотного диапазона 6> (à 1, который 40

1 характеризуется малыми значениями амплитуд колебаний испытуемого иэделия 6,,буцвт сокращено за счет подачи сигнала с выхоца однопопупериодного выпрямителя 17 на вхоц исполнительно 45

ro элемента 2.

Если испытуемый объект имеет частотную характеристику, показанную на фиг. 2б, то по достижению в устройстве частоты Q на вхоц исполнительно 50.ro элемента 2 с выхода выпрямителя 17 начинает поступать сигнал положительной поля рности, который обусловливает на растение скорости изменения частоты управляемого генератора 3. После часто ты и",(фцг, 2б) на выходе фазового geтектора 1 появляется сигнал отрицательной полярности, который при отсутствии сигналов положительной полярности с выхода выпрямителя 17 вызвал бы уменьшение частоты испытательного сигнала, Сигнал отрицательной полярности -на выходе фазового цетектора 1 преобразуется триггером 19 знака в логический нуль, а сигнал положительной полярности с выхоца блоке 16 сравнения преобразуется триггером 20 в логическую единицу. Эти выходные сигналы тригге-, ров 19 и 20 знаков устанавливают на выхоце блока 21 запрета логическую единицу, которая вместе с логической ециницей с выхода триггера 13 приводит к появлению на выхоце блока 22 запрета логического нуля. В результате на выхо- . де каскада 24 устанавливается напряжение, при котором переключатель 23 соединяет второй вход фазового детектора 1 с выходом генератора 3. Одновременно логической. единицей с выхода бпока 21 запрета триггер 13 устанавливается в нуль. Поэтому послвцуюшее изменение полярности выходного напряжения фазового детектора 1, которое приводит к изменению на выходе триггера 19 знака и блока 21 запрета, не вызывает изменения логического нуля на выхоцв блока 22 запрета, Скорость развертки частоты сигнала уменьшается вблизи частоты У," (фиг. 2б), когца на выходе выпрямителя 17 сигнал станет равным О. В дальнейшем процесс регулирования продолжается согласно описанному выше.

Использование изобретения сокращает время виброиспытаний изделий бпагоцаря увеличению скорости развертки частоты генератора в области частот, характеризующейся малыми (цорезоненсными) значениями амплитуд колебаний иэделия.

1040363

Составитель -Г. Боголюбова

Редактор А. Orap Техрец И.Гайду Корректор В. Бутяга .

Заказ 6919/46 Тираж 873 —: Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комите га СССР

IIo целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгороц, ул. Проектная, 4