Способ измерения уровня колебаний в возбужденном электромеханическом преобразователе крутильных колебаний

Способ измерения уровня колебаний в возбужденном электромеханическом преобразователе крутильных колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 11 547646

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 06.10.75 (21) 2178324/10 с присоединением заявки чв (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (51) М. Кл. - Н 04R 17/00

Государстввиный комитет

Совета Министров СССР

Ilo делам иаобретеиий и открытий (53) УДК 534.232(088.8) (72) Автор изобретения

Ю. А. Шалашов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ КОЛЕБАНИЙ

В ВОЗБУ)КДЕН НОМ ЭЛ ЕКТРОМЕХАН ИЧ ЕС КОМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ КРУТИЛЬНЬ1Х КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение в радиотехнической промышленности для отбраковк1тви настройки электромеханических фильтров на крутильных колебаниях.

Известны способы измерения уровней колебаний в возбужденных электромеханпческих преобразователях (1 — 3).

Однако они не позволяют производить измерения только паразитных изгибных колебаний в электромеханическом преобразователе крутильных колебаний, так как предназначены для измерений параметров преобразователей, работающих на других видах колебаний.

Известен также способ измерения уровня колебаний в возбужденном электромеханическом преобразователе, основанный на измерении колебаний при помощи преобразующего механические колебания в электрическое напряжение пьезодатчика продольных колебаний, снабженного звуководом-связкой, механически контактирующей с наружной поверхностью преобразователя (4).

Однако этот способ недостаточно точен и им нельзя измерять только паразитные изгпбные колебания.

Для определения уровня паразитных изгибных колебаний по предлагаемому способу измерения проводят в двух точках одной плоско:ти поперечного сечения преобразователя, характерпзуюшпхся одинаковым смешением от крутпльных колебаний и максимальной разностью электрических напряжений на пьезодатчике от одновременного воздействия крутиль5 ных и изгибных смещений, и определяют разность между измеренными значениями электрических напряжений на выходах пьезодатчика.

Для повышения точности измерений пьезо10 датчик располагают соосно со звуководомсвязкой и нормально к поверхности преобразователя в точке контакта.

Сущность измерения заключается в следующем. В оконечных участках электромеханичс15 ского преобразователя смещение от крутильных колебаний в равноудаленных от оси симметрии точках поперечного сечения од1шаково, наведенное напряжение от его воздействия на пьезодатчик IlpO oльных 1 олеба1111й та :.же о |11(20 наково.

В оконечных участках с круглым поперечным сечением смещение от изгибных колебаний во всех точках поперечного сечения одинаково, а наведенное напряжение максималь25 но в одной осевой плоскости (в плоскости изгиба), минимально в нормальной к ней плоскости, возрастает по мере удаления от оси и одинаково в равноудаленных от оси симметрии точках одной осевой плоскости. Поэтому, из30 меряя в плоскости поперечного сечспия пьезо547046 изгибных колеба55

65 датчиком продольных колебаний напряжения в равноудаленных от оси симметрии точках, лежащих в плоскости изгиба и нормальной к ней, и вычитая из большего измеренного напряжения меньшее, получают значение, пропорциональное уровню изгибных колебаний.

В оконечных участках с прямоугольным поперечным сечением смещение от изгибных колебаний в различных точках плоскости различно, возрастая по мере удаления от поперечной оси симметрии, соответственно различно и наведенное напряжение, поэтому измерение производят в двух точках, лежащих на большей стороне прямоугольника и равноудаленных от ее середины.

Кроме того, для более точного измерения пьезодатчик располагают соосно со связкой и нормально к боковой поверхности оконечного участка испытываемого преобразователя.

На фиг. 1 показан электромеханический преобразователь с оконечными участками круглого поперечного сечения, в котором определение уровня изгибных колебаний производят описываемым способом; на фиг. 2 — то же, прямоугольного поперечного сечения.

Предложенным способом оценивают уровень изгибных (паразитных) колебаний в электромеханическом преобразователе крутильных колебаний, содержащем активные участки 1 и оконечные участки 2 с симметричным поперечным сечением, например круговым (фиг. 1) или прямоугольным (фиг. 2).

Для измерения исследуемый преобразователь возбуждают электрическим контуром от измерительного генератора (на чертеже не показан).

Измерение выполняют с помощью пьезодатчика продольных колебаний 3, скрепленного со звуководом-связкой 4, механически контактируемой с наружной боковой поверхностью оконечного участка 2 преобразователя.

Измерение производят в одной плоскости поперечного сечения преобразователя, звуководсвязку пьезодатчика располагают нормально к боковой поверхности оконечного участка.

Измерение производят следующим образом.

Перемещая пьезодатчик со звуководом-связкой, расположенные соосно, по наружной поверхности оконечного участка преобразователя, соблюдая при этом постоянство давления на контактируемую поверхность, определяют точки, в которых напряжения, измеренные индикатором пьезодатчика, принимают максимальное и минимальное значения, и фиксируют эти измеренные напряжения.

Учитывая, что в исследуемом преобразователе направление изгиба нормально к плоскости активных участков преобразователя, максимальное напряжение в оконечных участках с круглым поперечным сечением фиксируется в точке, лежащей в плоскости изгиба, а минимальное — в нормальной к ней плоскости (фиг. 1, точки А и В соответственно).

Вычитая из максимального напряжения минимальное, получают значение напряжения, 5

45 пропорциональное уровню ний.

Указанные напряжения могут быть измерены одновременно двумя пьезодатчиками, для чего последние должны быть предварительно откалиброваны.

Максимальное значение напряжения является суммой напряжений от прямого воздействия пзгибных колебаний, совпадающих в этой точке по направлению с осями связки и пьезодатчика; от возде" ; ог воздействия продольной реакции крутильных колебаний.

Минимальное значение является суммой напряжений от воздействия двух последних факторов и от воздействия продольной реакции пзгибных колебаний, направленных в этой точке нормально к осям связки и пьезодатчика.

Крутильные колебания в обеих точках направлены нормально к осям связки и пьезодатчика, реакция их на пьезодатчик одинакова.

Напряжение от воздействия продольной реакции пзгпбных колебаний, направленных нормально к оси пъезодатчика, весьма мало и лежит в пределах точности измерения.

В оконечных участках с прямоугольным поперечным сечением измерение напряжений производят в двух точках, лежащих на большей стороне прямоугольника и равноудаленных от ее середины (фиг. 2, точки С и D).

Уровень изгибных колебаний определяют также путем вычитания из большего измеренного напряжения меньшее, при этом точность повышается по мере удаления точек С и D от середины, В преобразователе с оконечными участками круглого поперечного сечения измерение может быть проведено с помошью пьезодатчика продольных колебаний, ось которого нормальна к оси связки, при этом напряжение, измеренное в точке A меньше, чем в точке В, уровень изгибных колебаний соответствует также разности измеренных напряжений.

Следует отметить, что описанным способом могут быть выполнены измерения и в преобразователях, имеющих иную форму поперечного сечения, например многоугольную, овальную и т. д.

Формула изобретения

1. Способ измерения уровня колебаний в возбужденном электромеханическом преобразователе крутил ьных колебаний, имеющем участок с симметричным относительно продольной плоскости поперечным сечением, основанный на измерении колебаний с помощью преобразующего механические колебания в электрическое напряжение пьезодатчика продольных колебаний, снабженного звуководомсвязкой, механически контактирующей с наружной поверхностью преобразователя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью определения уровня паразитных изгибных колебаний, изме547046 фиа2

Составитель В. Пирогов

Тскрсд Л. Котова

Корректор А. Степанова

Редактор И. Шейкин

Заказ 333/!6 Изд. ¹ 203 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного к мнтста Совета Министров СССР по делам нзобретсннй и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 рения проводят в дьух точка.", одной плоскости поперечного сечения преобразователя, характеризующихся одинаковым смещением от крутильных колебаний и максимальной разностью

3.tIeKT))IILIecKlIx нап1>яжен11Й HB пьезодатчике QT одновременного воздействия крутильных и изгибных смещений, и определяют разность между измеренными значениями электрических напряжений на выходе пьезодатчика.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, пьезодатчик располагают соосно со зв1 ководом-связкой и нормально к поверхности преобразователя в точке контакта.

Источники информации, принятые во внимая:1е при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 274861, М. Кл."- Н 04R 17 — 00, 1968.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 369736, М. Кл. - Н 04R 29/00, 1970.

3. Патент CIIIA ¹ 3707689, кл. 333 — 30, 1970.

4. Геоерт. «Измерение резонансных частот

10 механических резонаторов фильтра при помощи новы. . электромеханических измерителей преобразователей», журн. «Высокочастотная

;exI1ика и электроакустика», ФРГ, 1967, ¹ 4, стр. 142 147.