Электродинамический вибростенд

Электродинамический вибростенд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРОСТЕНД по авт. св. № 94668о, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью обеспечения параллельного определения нескольких динамических характеристик объекта, он снабжен подключенными к обмотке обратной связи первым маситгабным усилителем, дифференциатором с мас1Я-абным усилителем и интегратором с масштабным усилителем , подсоединенным к их выходам первым переключателем, включенным между усилителем мощности и подвижной катушкой датчиком тока, подключенным к его выходу вторьм масштабным усилителем, подключенным к последнему и к первому переключателю через второй переключатель блоком деления, соединенным с выходами второго переключателя и подключенным к блоку деления индикатором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) 3(50 0 01 И 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ """"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) 946686 (21) 3396310/18-28 (22) 15.02.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) А.С. Больших и В.Н. Ковальский (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.178.5(088.8) (56) 1. Врох E.X. Измерения механических колебаний и ударов. И., "Мир", 1973, с. 247.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 946686, кл. С 01 М 7/00, 1980 (прототип) ° (54)(57) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИИ ВИБРОСТЕНД по авт. св ° 9 946686, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения параллельного определения нескольких динамических характеристик объекта, он снабжен подключенными к обмотке обратной связи первым масмгабным усилителем, дифференциатором с масшгабным усилителем и интегратором с масштабным уси» лителем, подсоединенным к их выходам первым переключателем, включенным между усилителем мощности и подвижной катушкой датчиком тока, подключенным к его выходу вторым масыгабным усилителем, подключенным к последнему и к первому переключателю через второй переключатель блоком деления, соединенным с выходами вто- © рого переключателя и подключенным Pg к блоку деления индикатором.

1067384

Изобретение относится к технике вибрационных испытаний.

Известен электродинамический вибростенд, в котором для измерения динамических характеристик объекта, подвергаемого виброиспытаниям, на стол электродинамического возбудителя колебаний укрепляют импедансную головку, содержащую датчик силы и датчик скорости или датчик ускорения, через которую возбудитель присоединяют к испытуемому объекту.

В этом вибростенде датчиком силы измеряют переменную (обычно синусо.идальную изменяющуюся) силу, подводимую к испытуемому объекту, а датчи.35 ком скорости или датчиком ускорения, соответственно, измеряют скорость или ускорение испытуемого объекта в точке приложения переменной силы(1 .

По измеренным величинам судят о щ полном механическом сопротивлении (импедансе) испытуемого объекта, его подвижности (инертансе) и кажущейся массе объекта в точке приложения силы. Импедансная головка поз- э5 воляет измерить силу, скорость или ускорение только в той точке испытуемого объекта, к которой она присоединена. Измерить, например, ка.жущуюся массу испытуемого объекта в целом на таком вибростенде нельзя.

По основному авт, свид, 9 946686 известен электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод, в воздушном зазоре которого расположе- З5 на подвижная катушка, скрепленная со столом и подключенная к выходу усилителя мощности, и обмотку обратной связи, закрепленную неподвижно на магнитопроводе и подключенную че- 40 рез звено обратной связи к входу усилителя мощности. В обмотке обратной связи вибростенда, наводится ЭДС, пропорциональная колебательной скорости его подвижной системы. Этот сигнал может быть использован для измерения колебательной скорости стола вибростенда. В таком вибростенде при отрицательной обратной связи, изменяя ее величину, можно изменять степень затухания собственных колеба-50 ний подвижной системы до их подавления. Изменяя характер передаточной функции звена обратной связи, можйо влиять на характер демпфирования подвижной системы. Обеспечение демп- 55 .фирования вплоть до подавления собственных колебаний подвижной системы возбудителя повышает точность воспроизведения закона изменения задающего сигнала, т.е. повышает точность60 вибростенда C 2 3.

Недостатком вибростенда является невозможность одновременного получе- ния нескольких динамических характеристик объекта. 65

Цель изобретения — обеспечение параллельного определения нескольких динамических характеристик объекта.

Поставленная цель достигается тем, что электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод, в воздушном зазоре которого расположена подвижная катушка, скрепленная со столом и подключенная к выходу усилителя мощности, обмотку обратной связи, закрепленную неподвижно на магнитопроводе и подключенную через звено обратной связи к входу усилителя мощности, снабжен подключенными к обмотке обратной связи первым масштабным усилителем, дифференциатором с масштабным усилителем и интегратором с масштабным усилителем, подсоединенным к их выходам первым переключателем,,включенным между усилителем мощности и подвижной катушкой дачтиком тока, подключенным к его выходу вторым масштабным усилителем, подключенным к последнему и к первому переключателю через второй переключатель блоком деления, соединенным с выходами второго переключателя и подключенным к блоку деления индикатором.

На чертеже представлена блок-схе ма электродинамического вибростенда.

В воздушном зазоре 1 магнитопровода 2 расположена подвижная катушка 3, скрепленная со столом 4 и подключенная к выходу усилителя 5 мощности. Катушка 3 и стол 4 образуют подвижную систему электродинамического возбудителя колебаний вибростенда. Подвижная система может быть упруго подвешена или установлена на подвесе, обладающем нулевой жесткостью в направлении главного движения по оси К . Обмотка б обратной связи закреглена неподвижно на центральном керне магнитопровода 2 и подключена через звено 7 обратной связи к входу усилителя 5 мощности, на который подан сигнал возбуждения. К столу 4 жестко прикреплен ферромагнитный якорь 8, взаимодействующий с магнитопроводом

2 и катушкой б обратной связи, которая подключена также к входам масштабного усилителя 9, дифференциатора 10 с масштабным усилителем и интегратора 11 с масштабным усилителем, выходы которых через первый переключатель 12 присоединены к одному из входов второго переключателя 13. Между выходом усилителя

5 мощности и подвижной катушкой 3 включен датчик 14 тока, который может быть выпОлнен, например, в виде безиндукционного резистора. Падение напряжения на этом резисторе пропорционально проходящему через него .и, следовательно, через подвиж-.

1067384

|поделив сигнал U (Г) на О (A) 50

Составитель В. Лопухин

Редактор Н. Воловик Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Огар

Заказ 11200/46 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ную катушку 3 току. Выход датчика

14 тока подключен к входу второго масштабного усилителя 15, выход которого подключен к второму входу второго переключателя 13, выход которого присоединен к входу блока

16 деления с индикатором 17.

На стол 4 установлен испытуемый объект 18.

Электродинамический вибростенд работает следующим образом.

Через катушку 3, находящуюся в постоянном магнитном поле воздушного зазора 1, протекает ток 3 (t), создаваемый усилителем 5 мощности электрического сигнала 0 (t), поданного на его вход, при этом на нее воздействует сила F (t ) =3(t)ee где 8 — индукция магнитного поля в воздушном зазоре, 0 — длина про водника катушки 3. Сила F (Ф) изменяется по закону изменения тока 3(t}

8 и I? - конструктивные. постоянные электродинамические возбудители колебаний вибростенда.

При колебаниях подвижной системы в результате изменения магнитного сопротивления в промежутке между якорем 8 и магнитопроводом 2 магнитное поле, пересекающее витки обмотки 6 обратной связи, колеблется по величине, причем закон колебания магнитного поля совпадает с законом колебания подвижной системы, т.е. стола 4, к которому прикреплен якорь 8.

Таким образом, в обмотке 6 обратной связи йаводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения величины магнитного поля, а значит и колебательной скорости подвижной системы.

Этот сигнал U(V) в вибростенде используется для изменения колебательной скорости — Ч стола..

Сигнал 0 (V) через звено 7 обратной связи подан на вход усилителя 5 мощности, на который одновременно подан сигнал (>(t) возбуждения. Изменяя коэффициент обратной связи и передаточную функцию звена 7, изменяют коэффициент и характер демпфирования подвижной системы возбудителя колебаний. В данном случае, при отключении звена 7 демпфирование отсутствует.

30 !

На выходе масштабного усилителя

9 сигнал U(V) пропорционален колебательной скорости стола 4. На выходе дифференциатора 10 с масштабным усилителем сигнал U(A) пропорционален колебательному ускорению стола 4.

На выходе интегратора 11 с масштабным усилителем сигнал О (5 ) пропорционален колебательному смещению стола 4.

Первым переключателем 12 выбирают любой из перечисленных сигналов и подают на один из входов второго переключателя 13.

При неизменных 8 и 3 сила Р развиваемая электродинамическим возбудителем колебаний, линейно зависит от тока 7, протекающего через подвижную катушку 3. Следовательно, сигнал на выходе датчика 14 тока пропорционален силе F, развиваемой возбудителем колебаний и прикладываемой со стороны стола 4 к испытуемому объекту 18. На выходе масштабного усилителя 15 сигнал U (F) также пропорционален силе, прикладываемой со стороны стола 4 к испытуемому объекту 18, этот сигнал подается на второй вход второго переключателя 13.

С выходов переключателя 13 сигналы подаются на входы блока 16 деления. Переключатель 13 предназначен для взаимной перемены сигнала делимого и сигнала делителя, т.е. он обеспечивает деление сигналов, пропорциональных смещению, скорости или ускорению, на сигнал,.пропорциональный силе и наоборот. Результат деления отображается индикатором 17

В результате испытания на вибоостенле объекта 18 полччают инАоомацию о податливости объекта, поделив сигнал U(S) на сигнал U (F), о под" ви>кности объекта, поделив сигнал

0 (V) íà U (F); о инертансе объекта, поделив сигнал 0А íà U (F) o динамической жесткости объекта, поделив, сигнал U (9 ) íà U (S ); о импедансе объекта,, поделив сигнал U (F) на

U (V) о кажущейся массе объекта, Предлагаемый вибростенд позволяет получить при испытаниях дополнительную информацию о нескольких ди намических характеристиках объекта испытаний и источника возбуждения.