Устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию

Устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

авиационный институт им. А.Н.. Туполева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

НА СЛУЧАЙНУЮ ШИРОКОПОЛОСНУЮ ВИБРАЦИЮ

Устройство относится к технике вибрационных испытаний и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.

Известно устройство для испытания изделий на воздействие широкополосной случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума, блок формирования возбуждающего сигнала, вибростенд, блок анали о эа сигнала вибродатчика и блок автоматического управления (1).

Недостатком устройства является низкая добротность формирующих и анализирующих фильтров, а также низ15 кая точность формирования и воспроизведения энергетического спектра, обусловленная взаимным влиянием характеристик фильтров каналов формирования возбуждающего сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель выходы которых связаны со входами сумматора, соединенного с вибростендом, вибродатчик, подключенный через согласующий усилитель к входам анализирующих каналов, каждый из которых включает последовательно соеди. ненные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входа" ми регулируемого усилителя соответ" .ствующего формирующего канала 2).

Недостатком этого устройства является низкая точность формирования энергетического спектра вибрации, обусловленная зависимостью формируемого спектра от амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) формирующих

его полосовых фильтров. Поскольку передний и задний фронты АЧХ фильтров

930038 4

35

50

3 имеют вид плавных кривых, в полосе пропускания соседних фильтров возникают зоны перекрытия, снижающие точность формирования спектра.

Цель изобретения - повышение точности формирования энергетического спектра вибрации.

Эта цель достигается тем, что устройство для испытания иэделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых.:: . включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель, выходы которых связаны с, входами сумматора, соединенного с. вибростендом, вибродатчик, подклю- ченный через согласующий усилитель к входам.анализирующих каналов, каждый из которых включает последо. вательно соединенные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входами регулируемых усилителей соответстйующих формирующих каналов, снабжено генератором синусоидального сигнала и двумя избирательными цепями с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигнальные входы которых подключены соответственно к первому и второму ге- нераторам белого шума, а управляющие входы — к выходам генератора синусоидального сигнала, выход первой избирательной цепи подключен к

-входам нечетных формирующих каналов, а выход второй избирательной цепик входам четных формирующих каналов..

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 эпюры спектральных плотностей выходных сигналов фильтров.

Устройство для испытания изделий на воздействие случайной широкополосной вибрации содержит два генератора l и 2 белого шума, две избират тельных цепи 3 и 4 с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигналь" ные входы которых подключены соответственно к первому. и второму генераторам 1 и 2 белого шума, генератор 5 синусоидального сигнала, к выходам которого подключены управляющие входы омических сопротивлений измерительных цепей 3 и 4, нечетные

6 и четные 7 формирующие каналы,, каждый из которых включает. последовательно соединенные полосовой

Фильтр 8 и регулируемый усилитель 9, выход первой избирательной цепи 3 подключен к входам нечетных формирующих каналов 6, выход второй из" бирательной цепи 4. подключен к входам четных формирующих каналов 7, последовательно соединенные сумматор

10, вибростенд 11, вибродатчик 12, согласующий усилитель 13 и анализирующие каналы 14, каждый из кото. рых включает последовательно соединенные фильтр 15, измеритель 16 дисперсии и блок 17 сравнения, причем входы сумматора 10 соединены с выходами формирующих каналов 6 и а выходы анализирующих каналов 14 подключены к управляющим входам регулируемых усилителей 9 в каждом формирующем канале 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы генераторов 1 и 2 белого шума с равномерным спектром поступают на входы избирательных цепей 3 и 4, омическое сопротивление которых может управляться внешним управляющим сигналом, источником которого является генератор 5 синусоидального сигнала, имеющий два противофазных выхода.

В результате изменения величины омического сопротивления в избира тельной цепи 3 и 4 выходной сигнал имеет изрезанный спектр (фиг. 2).

При управлении омическими сопротивлениями противофазными сигналами спектры выходных сигналов избирательных цепей 3 и 4 имеют сдвиг всплесков на величинуЯ. 2 (фиг.3а, б) где Q. - -частота гармонического управляющего. сигнала на выходах генератора 5. Таким образом, сигналы, поступающие на формирующие каналы 6 и 7, имеют не равномерные, а изрезанные спектры и оказываются согласованными с соответствующими

АЧХ полосовых фильтров 8 (фиг,3 в,г1 нечетных и четных формирующих каналов 6 и 7. В.результате согласования спектра входных сигналов с АЧХ полосовых фильтров увеличивается автономность формирующих каналов

6 и 7 за счет слабого проникновения в каждый канал формирования сигнала с соседних каналов (фиг.3 д), что и увеличивает точность формирования спектра вибраций °

Сигнал с выхода сумматора 10 поступает на вибростенд ll и далее через

5 93 вибродатчик 12 и согласующий усилитель 13 - на анализирующие каналы

14, где происходит расфильтрование сигнала по каналам. Сигнал с полосовых фильтров 15 через измерители .16 дисперсии поступает на первые входы блоков 17 сравнения, на вторые входы которых поступают эталонные значения дисперсии в данной полосе. С выходов блоков 17 сравнения сигнал рассогласования поступает на управляющие входы регулируемых усилителей

9 в каждом формирующем канале 6 и 7, где за счет изменения коэффициента усиления устанавливается заданный уровень сформированного сигнала.

Использование устройства позволяет повысить точность формирования спектра- вибраций за счет увеличения автономности каналов формирования путем предварительной коррекции спектра сигнала генераторов шума.

Э формула изобрел ения

Устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель, 0038 выходы которых связаны с входами сумматора, соединенного с вибростендом, вибродатчик, подключенный через согласующий усилитель к входам ана5 .лизирующих каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входами регулируемых усилителей соответствующих формирующих каналов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования энергетического спектра вибрации, оно

15 снабжено генератором синусоидального сигнала и двумя избирательными цепями с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигнальные входы которых подключены соответственно к nepzo вому и второму генераторам белого шума, а управляющие входы - к выходам генератора синусоидального сигнала, выход первой избирательной цепи подключен к входам нечетных форми25 рующих каналов, а выход второй избирательной цепи — к входам четных

0 формирующих каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Зо 1. Авторское свидетельство СССР

N 419755, кл. G 01 M 7/00, 1974.

2. Патент США Н 3163809, кл. 318-132, 1964 (прототип)., 930038 нече я(vem

Фиг. д

Составитель Л. Казанская

Редактор Т. Кугрышева Техред М. Гергель Корректор А. Дзятко

Заказ 3452/51 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент",. г.ужгород, ул.Проектная, 4