Способ измерения поперечных ускорений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение точности измерения. Для измерения ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению X. Если положительные направления рабочих осей датчиков 1 и 2 ускорений ориентированы в противоположные стороны , то для вьщеления синфазных составляющих выходы датчиков 1 и 2 ускорений подключают к арифметическому устройству 3 для вычитания и деления на два сигналов, пропорциональных ускорениям. 1 ил. 00 N( 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 Р 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3731981/24-10 (22) 18.04.84 (46) 23.10.87. Бюл. В 39 (72) П.И.Остроменский и А.А.Поташов (53) 531.768 (088.8) (56) Установки электродинамические вибрационные. Методы и средства испытаний. ГОСТ 19118-73.

Методика определения параметров вибрации лабораторных вибростолов, МИ 99-76. - N.: Издательство стандартов, 1979, с.3-8. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ

УСКОРЕНИЙ ОБЪЕКТА

„„SU„„1347018 А 1.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение точности измерения. Для измерения ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению Х.

Если положительные направления рабочих осей датчиков 1 и 2 ускорений ориентированы в противоположные стороны, то для выделения синфазных составляющих выходы датчиков 1 и 2 ускорений подключают к арифметнческому устройству 3 для вычитания и деления на два сигналов, пропорциональных ускорениям. 1 ил.

1347018

-ц а, =а +а

C I

+а „+a"„+а „, (2) аг=ао+a02 где — ускорение поступательного,цвижения объекта испытаний в рабочем направлении У; — касательные составляющие ускорений, вызванные угловыми колебаниями объекта испытаний; а и и а, а-„ ю- 9 С2

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам измерения паразитных поперечных колебаний объектов, например аппаратуры и приборов при их вибрационных испытаниях на электродинамических и других стендах.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияния изгибных деформаций объекта.

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит датчики 1 и 2, установленные в одноименных контрольных точках объекта испытаний и предназначенные для измерения поперечного ускорения объекта в направлении Х.

Электрические выходы датчиков 1 и 2 подключены к входам арифметического устройства 3, выход которого присое-динен к регистрирующему прибору 4.

Датчики 1 и 2 установлены на приспособлении 5, служащем для крепления на подвижной части возбудителя 6 испытуемого изделия 7.

Способ реализуется следующим образом.

Иэделие 7 под действием электродинамической силы Гэ, кроме рабочих (продольных) колебаний в направлении

Y совершает дополнительно паразитные угловые колебания (gu). При этом приспособление 5, на котором установлены датчики 1 и 2 для измерения поперечных ускорений в направлении

Х, испытывает изгибные деформации (недеформированное состояние приспособления 5 показано пунктирными линиями).

При наличии угловых колебаний и деформаций объекта испытаний ускорения контрольных точек 1 и 2 можно представить в виде ап п нормальные составляющие ускорений при угловых колебаниях объекта испы5 таний; — касательные составляющие ускорений, вызванные изгибны10 ми деформациями приспособления 5; — нормальные составляющие ускорений при изгибных дефор15 мациях приспособления 5 — ускорения Кориолиса в контрольных точках 1 и 2.

При измерениях поперечных ускорений в направлениях X необходимо выражения (1) и (2) спроектировать на ось Х. При этом влиянием а „, а„ п1 ° п2 9 а „, а „, а „, а ц можно пренебII(9 П2 9 I 9 2

25 Речь °

Действительно, пусть угловые колебания контрольной точки 1, вызванные изгибными деформациями приспособления 5, описываются уравнениями

-U Ц а, а о "2

Ц U ап

30 „= q,sinvt, ф„=q, соя )t, „=

= -p,0 sin)t, (3) тогда

U 2

/ ап1 мдкс (о «) rul

ai мокс гц

Ы

rUI где ц, и — амплитуда и частота угловых колебаний точки 1 при изгибных деформациях приспособи ления 5;

45 Б, = (, „, — наибольшая дуга при угловых колебаниях точки 1, вызванных деформациями приспособления 5;

50 1Ц, — расстояние от центра поворота (m. О, ) до контрольной точки 1.

Наибольшие изгибные деформации приспособлений наблюдаются на резо55 нансных частотах. При испытаниях аппаратуры и приборов резонансные частоты приспособлений лежат выше 300 Гц. В ц этом случае S, z r „, и поэтому величиной а „, можно пренебречь. Обычно

Ч

28 о г

=- — — -(а макс э гп1

=Ч sin4 t- q =q 0cos3t;

= Ч (5)

15 — амплитуда угловых . колебаний объекта испытаний; — относительная скогде

V„= q,4r„, рость движения контрольной точки 1 при изгибных деформациях 25 приспособления 6;

r п — расстояние от контрольной точки 1 до центра поворота (m.0) при угловых 30 колебаниях объекта испытаний;

S — наибольшая дуга при

Ч о угловых колебаниях точки 1 объекта испытаний вокруг точки О.

По указанным причинам имеем

S « г „ поэтому величиной а„, также

01 п1 можно пренебречь, так как (а„, ) „,с<

<с (аг, ) „,„,,°

13470 г„, аг„„, поэтому с еще меньшей погрешностью можно пренебречь нормальной составляющей ускорения а „ п

Максимум ускорения Кориолиса в точке 1 при гармонических угловых колебаниях системы вокруг m. О (переносное движение) и угловых колебаниях точки 1 вокруг m. О< (относительное движение) равен

18

Величины a""„саяр, и а, cosР< противофазны. Они не характеризуют поперечное движение испытуемого изделия 7 в целом и поэтому должны быть исключены как систематические а „, +a „a, cos a, +à-„icos þ и Il

2 2 а-„ соя,-а-, соя(4 к ц

2 (9) Если г„=гц и r„=r„то ц, ц и к

/ а", cosP,/ = /а-„cos P, /

/а-„cosa,/ = ja cos

Таким образом, выделяя синфаэные составляющие ускорений а „ и а„ можно по их величине определить поперечное поступательное движение узлов крепления испытуемого иэделия 7 как единого целого.

В устройстве, реализующем предлагаемый способ, для измерения ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению Х.

Если положительные направления рабочих осей датчиков ориентированы в одну сторону, для вьщеления синфазных составляющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству

3 для суммирования и деления на два сигналов, пропорциональных ускорениям а„ и а„ . В этом случае, как следует

П1 из выражений (7) и (8) Аналогично можно показать, что при измерении поперечных ускорений в контрольной точке 2 можно пренебречь составляющими ускорений а„, Ц п а и ф а и °

При измерении поперечного ускорения в контрольных точках 1 и 2 в направлениях Х необходимо выражения (1) и (2) спроектировать на направление X. Тогда, пренебрегая а„, а„

-ll и lA

Ц

an s а и к a„ a„получают а „, = — а-„соям, — a„cos/3,; (7) (Ф1

= — а, созе,+ à-, cos p (8) а, cosg, — а, cos9, ц и

50

Если положительные направления рабочих осей датчиков ориентированы в противоположные стороны, (чертеж) для вьщеления синфазных составляющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству для вычитания

Если r gr„ то и в этом случае

g< Ug1 укаэанная систематическая погрешность (12) значительно меньше, чем исходные погрешности (противофазные составляющие) в каждом из сигналов датчиков 1 и 2. п и а, = — а соао + а-„соя Р (13) и ll а„= а созк,+ а соз Р, п< <

Составитель В.Пименов

Техред А.Кравчук Корректор M.Демчик

Редактор И.Горная

Заказ 511б/43 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 134 и деления на два сигнала, пропорциональных ускорениям а и а„ и< и1

Пусть положительное направление рабочей оси датчика 2 совпадает с положительным направлением Х, Тогда

Положительное направление рабочей оси датчика 1 противоположно положительному направлению оси Х. Тогда

Вычитая и деля на два с помощью арифметического устройства 3 сигналы, пропорциональные (12) и (13), получают при rU, = r„, r„„ = ги сигнал, пропорциональный синфазным составляющим ускорений а „и ап г<< п °

Арифметическое устройство 3 может быть выполнено, например, на опера-, ционном усилителе.

Опытная проверка предлагаемого способа подтвердила его высокую эффективность. Погрешности измерения поперечных ускорений испытуемых изделий в области существенных деформаций приспособлений, которыми испытуе-7018 в мое изделие прикрепляется к возбудителю, уменьшаются в 3-5 раз.

Ф о р м у л а и з обретения

Способ измерения поперечных ускорений объекта, заключающийся в том, что измеряют ускорение в нескольких точках объекта в направлении, перпендикулярном его продольному движе10 нию, и по результатам измерений определяют ускорение поперечного движения объекта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышение точности измерения путем исключения вли15 яния изгибных деформаций объекта, измеряют одновременно мгновенные значения поперечного ускорения вдоль одной оси датчиками в двух точках, расположенных по разные стороны от

20 линии, проходящей через центр масс объекта и параллельной его продольному движению, при этом положительные направления рабочих осей датчиков ориентируют в противоположном нап25 равлении, а затем арифметическим вычитанием и делением на два сигналов датчиков из мгновенных значений измеренных ускорений выделяют синфазные составляющие, по величине кото30 рых судят о поперечном ускорении движения объекта.