Вибростенд
Патент 988357
Авторы
Классы МПК
Вибростенд
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАИ ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (6f) Дополнительное к авт. свид-вуР 657869 (22) Заявлено 0904Я1 (2f ) 3271548/18-28 t$1) М. КП.З с присоединением заявки Но—
В 06 В 1/04 8 01 М 7/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (531УДК 534. 143+,+620.178.5 (088.8) Опубликовано 1Ы1,83. Бюллетень М 2
Дата опубликования описания 15.01.83 (72) Автор..
В.И.Петрович (54) ВИБРОСТЕНД
ЗО
Изобретение относится к вибраци-онной технике, а именно к электродинамическим вибростендам, предназначенным, главным образом, для испытания изделий на вибрацию и дпя калиб- ровки виброизмерительных приборов.
По основному авт. св. Р б57869 известен вибростенд, содержащий магнитопровод, в воздушном зазоре ко. торого расположена подвижная катушка, соединенная с подвижной системой и подключенная к выходу усилителя мощности, и катушку обратной связи, которая подключена через звено обратной связи ко входу усилителя мощности и жестко соединена с подвиж ной катушкой, например, выполнена с ней на одном каркасе Е13.
Известно, что импеданс подвижной катушки зависит от частоты ее питания, поэтому.при неизменном напряжейии развиваемое усилие, а, следовательно, и амплитуда виброперемещения, виброскорости и виброускорения изменяются. В случае питания подвижной катушки от усилителя с характеристикой генератора тока можно существенно стабилизировать .развиваемое усилие, однако при этом уменьшается демпфирование подвижной системы, что ухудшает его частотную характеристику. Введение обратной связи по виброскорости увеличивает демпфирование и, следовательно, улучшает частотную характеристи-. ку е
Недостатком такого вибростенда
10 .является то, что нельзя регулировать ток в подвижной катушке, например, путем регулировки коэффициента передачи усилителя мощности, так как при этом изменяется глубина обратной связи, что приводит к ухудшению часf5 тотной характеристики вибростенда на низких частотах. Этот недостаток в особенности проявляется в случае, когда при калибровке виброизмерительного прибора требуется обеспе20 чить постоянную амплитуду виброперемещения в широком, обычно 10-1000 Гц, диапазоне частот. На частотах колебаний, превышающих резонансную частоту подвижной систеьы Вибростенда, 25 при постоянной амплитуде внброперемещения переменное напряжение питания подвижной катушки прямо пропорционально квадрату частоты:
О
988357 где A — амплитуда виброперемещения;
0 ш — круговая частота колебаний;
 — коэффициент преобразования вибростенда;
Uo — амплитуда переменного напряжения.
При возбуждении колебаний в диапазоне 10-1000 Гц диапазон изменения Uo составляет, Р омах max
=10
Uomqp ш что соответствует 80 дб. . Нижний предел Оо определяется уровнем шумов, флуктуационными процессами. Например, у транзисторных усилителей мощности максимальное напряжение, ограничиваемое напряже. нием питания, обычно составляет око-. ло 30 В. Следовательно, при чаСтоте колебаний 10 Гц на подвижную катушку необходимо подать 0О величиной всего 3 мВ, в то время как минимальное напряжение на выходе усилителя мощ- ности, определяемое перечисленными факторами, составляет 10-20 мВ. Ам- 25 плитудный диапазон таких усилителей мощности составляет около б0 дб.
С учетом того, что требуется еце и точная установка амплитуды, можно считать, что диапазон регулирова- 30 ния напряжения питания подвижной катушки составляет около 40 дб. В силу укаэанных факторов известный вибростенд не обеспечивает высокую точность воспроизведения вибропере- 35 мещения, в особенности в диапазоне низких частот.
Цель изобретения — повышение точности воспроизведения виброперемещения, в особенности в диапазоне 40 низких частот.
Эта цель достигается тем, что вибростенд снабжен потенциометрическим делителем напряжения, вход которого подключен ко входу усилителя мощности, усилителем с инвертируюцим и неинвертирующим входами, между которыми включены выводы потенциометра делителя напряжения, и подключенной к выходу усилителя регулировочной катушкой, жестко свясвязанной с подвижной катушкой.
Введение в вибростенд указанных элементов позволяет в области низких частот (от 10 до 80-100 Гц ) получить постоянную амплитуду виброперемецения за счет подачи регулируемого напряжения на регулировочную катушку от задающего генератора через делитель напряжения и усилитель(при от ключенном усилителе мощности ). В 60 области более высоких частот указанные элементы используются для регулировки создаваемого усилия.
На чертеже изображена принципиальная схема вибростенда. 65
Вибростенд содержит магнитопровод
1, расположенную в его воздушном за- . зоре 2 подвижную катушку 3, соединенную с подвижной системой, включаюцей стол 4 и упругую подвеску 5, усилитель б мощности, к выходу которого подключена подвижная катушка 3, катушку 7 обратной связи, жестко соединенную с подвижной катушкой 3 (например, катушки 3 и 7 размецены на одном каркасе ) и подключенную через звено 8 обратной связи ко входу усилителя б моцности, потенциометрический делитель напряжения, образованный постоянным сопротивлением 9, подключенным ко входу усилителя б моцности, и потенциометром 10, усилитель 11 с инвертирующим и неинвертирующим входами, между котовыми включены выводы потенциометра 10, и подключенную к выходу усилителя 10 регулировочную катушку 12; жестко соединенную с подвижной катушкой 3 (намотана с ней на одном каркасе ). Вибростенд содержит также задающий генератор (на чертеже не показан.).
Регулировочная катушка 12 намотана тонким проводом, сечение которого рассчитано на пропускание через него тока, который в 50 — 100 раз меньше тока питания подвижной катушки 3.
Усилитель 11 .имеет выходную мощность в 50 — 100 раз меньшую, чем усилитель б мощности. Благодаря этому введение регулировочной катушки 12 и усилителя 11 практически не ухудшает энергетических параметров вибростенда.
Вибростенд работает следующим образом.
При работе в области низких частот усилитель б мощности отключается, а колебания возбуждаются подачей сигнала задаюцего генератора через делитель напряжения и усилитель 11 на регулировочную катушку 12. Требуе май уровень напряжения устанавливается потенциометром 10 ° При работе в диапазоне более высоких. частот, в . зависимости от положения подвижного контакта потенциометра 10 изменяется величина и полярность напряжения питания регулировочной катушки 12, что приводит к увеличению выталкиваюцего усилия, развиваемого при протекании тока в подвижной катушке
3. Так как выталкиваюцая сила, создаваемая током в регулировочной катушке 12, составляет 1-2% от выталкивающей силы, создаваемой током в подвижной катушке 3, то при динамическом амплитудном диапазоне усилителя 1140 дб, воспроизведение амплитуды виброперемещения осуцествляется с точностью не менее 1% во всем диапазоне работы вибростенда.
Использование предлагаемого вибростенда позвбляет.повысить точность
988357
Формула изобретения
Составитель В.Шехтер
Редактор И.Касарда ТехредЛ.Пекарь Корректор Г. Огар
Заказ 10937/8 . Тираж 490 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 енлиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
I виброиспытаний изделий и калибровки виброизмерительных,приборов.
Вибростенд по авт. св. Р 657869, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения виброперемещения, в особенности в диапазоне низких частот, он снабжен потенциометрическим делителем напряжения, вход которого подключен ко входу усилителя мощности усилителем с инвертирующим и иеинвертирующим входами, между которыми включены выводы потенциометра дели теля напряжения, и подключенной к выходу усилителя регулировочной катушкой, жестко связанной с подвижной катушкой.
Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе
1. авторское свидетельство СССР
Р 657869, кл. В 06 В 1/04, 1972 (прототип ).