Способ определения амплитуды механических колебаний объекта

Способ определения амплитуды механических колебаний объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению параметров механических колебаний объекта. С целью повышения точности измерения последовательно поворачивают виброискатель 2 с измерительным электродом 3 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Устанавливают виброискатель 2 в направлении, в котором с помощью Фурье-преобразования изменения квадрата резонансной частоты в контуре, состоящем из динамического конденсатора , образованного электродом 3 и объектом 1, и катущки индуктивности 4, определенный модуль Фурье коэффициента (МФК), соответствующий частоте колебаний измерительного электрода 3, приобретает максимальное значение. Амплитуду колебаний объекта 1 определяют с учетом отношения МФК, соответствующего частоте колебаний объекта 1, и МФК, соответствующего частоте колебаний измерительного электрода 2, в последнем направлении. 1 ил. СО го ел со о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5и 4 G 01 Н ll 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .;;,:.

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3986382/24-28 (22) 09.12.85 (46) 23.07.87. Бюл. № 27 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А. В. Мозурас, P. В. Василяускас, В. В. Волков и К. М. Рагульскис (53) 621.317.39:532.717 (088.8) (56) Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа.

М.: Мир, 1983, с. 21.

Авторское свидетельство СССР № 877347, кл. G 01 Н 11/00, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению параметров механических колебаний объекта.

„„SU„„1325305 А 1

С целью повышения точности измерения последовательно поворачивают виброискатель 2 с измерительным электродом 3 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Устанавливают виброискатель 2 в направлении, в котором с помощью Фурье-преобразования изменения квадрата резонансной частоты в контуре, состоящем из динамического конденсатора, образованного электродом 3 и объектом 1, и катушки индуктивности 4, определенный модуль Фурье коэффициента (МФК), -оответствующий частоте колебаний измерительного электрода 3, приобретает максимальное значение. Амплитуду колебаний объекта 1 определяют с учетом отношения

МФК, соответствующего частоте колебаний объекта 1, и МФК, соответствующего частоте колебаний измерительного электрода 2, в последнем направлении. 1 ил.

I > 75 )()Г

Изобретение относится к измерительной

".". x.nnêe., именно к измерению параметров механических колебаний объекта.

Цель изобретения -- повышение точности за счет одновременного определения модуля коэффициента Фурье в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и нахождения направгц ния измерительного электрода, в котором направление колебаний измерительного электрода является перпендикулярным к поверхности обьекта.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализуюгцего способ определения амплитуды механических колебаний.

Устройство содержит расположенный вблизи объекта 1 измерения виброискатель 2 с измерительным электродом 3, катушку 4 индуктивности, цепь 5 обратной связи, усилитель (>, двухкоординатный сканирующий механизм 7, блок 8 управления, частотомер 9 и вычислительный блок 10.

Способ осуществляют следукицим образом.

К поверхности объекта 1 приближают виброискатель 2 с измерительным электродом 3 так, чтобы между измерительным электродом 3 и поверхностью объекта образовался конденсатор.

В резонансном контуре, содержащем конденсатор и катушку 4 индуктивности, возбуждают резонансные электрические колебания в диапазоне частот от единиц до сотен мегагерц с помощью усилителя б, охваченного положительной обратной связью через цепь 5 обратной связи.

Измерительный электрод 3, закрепленный на конце виброискателя 2, приводят в колебания с частотой, отличной от частоты колебаний обьекта и заданной амплитуЪ. до и ло зз.1

Резонансная частота электрических колебаний в контуре изменяется по закону, опоределяемому изменением расстояния 1 между обкладками динамического конденсатора, одной обкладкой которого является измерительный электрод 3, другой — поверхность об.ьекта l.

С помощью двухкоординатного сканирующего механизма 7, вход которого подключен к выходу блока 8 управления, последовательно поворачивают виброискатель 2 с измерительным электродом 3 в произвольно выбранной плоскости, изменяя таким образом направление механических колебаний измерительного электрода 3. В каждом направлении виброискателя 2 частотомером 9, подключенным к выходу усилителя 6, измеряют N мгновенных значений резонансной частоты v„(n = 1,...,N) электрических колебаний в контуре (каждое мгновенное значение резонансной частоты Ч„ измеряют через интервал времени At). N измеренных значений помещают в память вычислительного блока 10. вход которого соединен с выходом частотомера 9. В вычислительном блоке 10 определяют модуль Фурье-коэффициента, соответствующего частоте механических колебаний измерительного электрода 3 по формуле

I

+ „- „ф„к.

М-Фиксируют направление виброискателя 2, в котором модуль коэффициента Фурье, соответствующеl о частоте механических колебаний измерительного электрода 3, имеет максимальное значение. С помощью двухкоор40 динатного сканирующего механизма 7 последовательно поворачивают виброискатель 2 в следующей плоскости, перпендикулярной первой плоскости и проходящей через последнее фиксированное направление виброискателя 2. При этом с помощью описанных

45 операций определяют направление виброискателя 2, в котором модуль коэффициента Фурье, соответствующего частоте мехaнических колебаний измерительного электрода 3, имеет максимальное значение

IAV (kl)1 =1 Л - (kl)I

В этом направлении по Х измеренным значениям резонансной частоты электрических колебаний v„no формуле (1) определяют

3 также и модуль коэффициента Фурье, соответствующего частоте механических колеоаний объекта 1 Av (1 ), где k — — некоторое число, соответствукнцее частоте меха!

0 где Лу (k) I — модуль коэффициента Фурье, соответствующего и а ра метру 1 — целое положительное число, изменяющееся от 1 до N;

15 п — измеренное значение резонансной частоты электрических колебаний;

N — число измеренных значений резонансной частоты электрических колебаний для данного направления виброискателя 2, интервал времени между двумя измерениями частоты

Определяют значения 1Ат(k)1 для К = 1, 2,..., М. При механических колебания.; измерительного электрода 3 с частотой, отличной от частоты механических колебаний об ьекта, некоторое число k = k, соответствует частоте механических колебаний измерительного электрода.

Из множества значений (Лъ (1 )I (k = 1, 2,..., N) выбирают значение Лъ" (К<)), которое является искомым модулем коэффициента Фурье, соответствующего частоте механических колебаний измерительного электрода 3.

13:530!Г

Составитель О. Несова

Редактор A. Воровин Техред И. Верее Корректор А. Зимокосов

3 а к аз 304 /36 Тираж 499 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрете<шй и открытий ! 3035, з!о< к на, Ж вЂ” 35, Раушская наб., j. 4, 5

Производственно-полиграфичес,ое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 нических колебаний объекта 1. С учетом заданной амплитуды механических колебаний измерительного электрода ЗХ ;.. и определенных значений (Л (1с!)("-. и 1Лз (1 Д находят амплитуду механических колебаний объекта 1 (Av k (Х.o<. = Х (3) где Х. г — амплитуда механических колебаний объекта 1;

Х.. . — заданная амплитуда колебаний измерительного электрода 3; Av (ki)l"" — максимальное значение модуля коэффициента Фурье, соответствуюшего частоте механических колебаний измерительного электрода 3;

I 4v (ka)l — модуль коэффициента Фурье, соответствующего частоте механических колебаний объекта 1, Формула изобретения

Способ определения амплитуды механических колебаний объекта, заключающийся в том, что измеряют параметры электрических колебаний в цепи с динамическим конденсатором, одной пластиной которому служит поверхность объекта, а другой — измерительный электрод, приводят измерительный электрод в колебания с заданной амплитудой и с частотой, отличной от частоты колебаний объекта, амплитуду механических колебаний объекта определяют по измеренным параметрам электрических колебаний с учетом заданной амплитуды колебаний измерительного электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют резонансный контур из динамического конденсатора и катушки индуктивности, возбуждают резонансные коле5

35 бания электрического сигнала в контур< частотой, превышающей частоты механических колебаний объекта и измерительного электрода, последовательно изменяют направление механических колебаний измерительного электрода в двух плоскостях, в каждом направлении механических колебаний измерительного электрода измеряют моментные значения частоты резонансных электрических колебаний в контуре, которые возводят в квадрат, с помощью Фурье-преобразования квадратов резонансной частоты электрических колебаний определяют модуль

Фурье-коэффициента, соответствующего частоте механических колебаний измерительного электрода, сначала направление механических колебаний измерительного электрода изменяют в произвольно выбранной плоскости, фиксируют направление механических колебаний измерительного электрода, в котором модуль упомянутого Фурье-коэффициента имеет максимальное значение, затем в другой плоскости, перпендикулярной первой плоскости и проходящей через фиксированное направление механических колебаний измерительного электрода, опять фиксируют направление механических колебаний измерительного электрода, в котором модуль

Фурье-коэффициента, соответствующего частоте механических колебаний измерительного электрода, имеет максимальное значение, в последнем направлении механических колебаний измерительного электрода с помощью Фурье-преобразования квадратов резонансной частоты электрических колебаний определяют также и модуль Фурье-коэффициента, соответствующего частоте механических колебаний объекта, по отношению второго модуля Фурье-коэффициента к первому с учетом заданной амплитуды колебаний измерительного электрода определяют амплитуду колебаний объекта.