Устройство для измерения циклических вибросмещений

 

(72) Автор изобретения

В. С. Роженцев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ

ВИБРОСМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытаний конструкций и сооружений на вибрацию.

Известно устройство для измерения постоянной и переменной составляющих механической величины, использующее для этой цели электрические фильтры (1).

Недостатком этого устройства является малая эффективность при работе на инфранизких частотами из-за большой постоянной времени фильтров.

Известно .также устройство для измерения гармонической составляющей усилий, содержащее генератор, подключенный к нему преобразователь, фазочувствительный детектор (ФЧД) и регистрирующий прибор (21. Это устройство является наиболее близким по технической сущности к изобретению. Недостаток его состоит в том, что из-за наличия заграждающего фильтра, предназначенного для подавления сигнала несугцей частоты в спектре сигнала датчика, передающего информацию о статическом смеьцении датчика относительно среднего

2 положения, он имеет ограниченный диапазон измерений в сторону инфранизких частот.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений в cTopoH) инфранизких частот.

Для этого устройство снабжено вторым и третьим ФЧД, блоком выделения боковых частот, амплитудным детектором (АД) и сумматором, выходы АД и сумматора подключены к соответствующим входам прибора, сиг1р нальные входы второго ФЧД и третьего

ФЧД соединены с преобразователем, опорные входы первого ФЧД, третьего ФЧД и блока. выделения соединены с основным выходом генератора, опорный вход второго

ФЧД вЂ” с противофазным выходом генератора, выход второго ФЧД соединен с первым входом блока выделения, выход третьего ФЧД соединен с вторым входом этого блока и одним входом сумматора, выход блока выделения соединен "с АД и сигнальным.

20 входом первого ФЧД, выход которого соединен с другим входом сумматора.

Кроме того, блок выделения выполнен в виде первого и второго фазовращателей, первого и второго балансного модулятора и

662829

3$

4S

$0 сумматора, выход которого соединен с выходом блока выделения, первый и второй входы которого соединены с входами второ-го фазовращателя; соединенного вь1ходами с модулирующими входами балансных модуляторов, опорный вход блока выделения соединен с входом первого фазовращателя, выходы которого соединены с входами несущей частоты балансных модуляторов, выходы которых подключены к входам сумматора.

На фиг. I изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок выделения боковых частот.

Устройство для измерения циклических вибросмешений содержит генератор 1, преобразователь 2 вибросмешений, три фазочувствительного детектора (ФЧД) 3, 4, 5, блок 6 выделения боковых частот, амплитудный детектор 7, сумматор 8 и регистрирующий прибор 9. Блок 6 выделения боковых частот выполнен в виде фазоврашателей 10 и 1, двух балансных модуляторов 12 и 13 и сумматора 14.

Работа устройства заключается в следующем.

Сигнал преобразователя 2, содержащий несущую частоту, соответствующую статической составляющей, и две боковые частоты, соответствующие гармонической составляюгцей, поступает на сигнальные входы 15 и 16 фазочувствительных детекторов 3 и 4.

На опорные входы 17 и 18 этих ФЧД посту- пает сигнал несушей частоты с генератора 1, при этом на ФЧД 3 сигнал несущей частоты поступает в противофазе по отношению к сигналам несущей частоты, поступающим на ФЧД 4 и 5, на обмотку возбуждения преобразователя 2 и на вход !9 блока 6 выделения боковых частот. Постоянная составляющая, пропорциональная по величине статическому смещению преобразователя 2 относительно среднего положения, и переменная гармоническая составляющая, равная по частоте вибрации и по величине, пропорциональная амплитуде вибросмещения, появляющиеся на выходах 20 и 21 ФЧД 3 и 4, находятся в противофазе, поскольку опорные напряжения с генератора 1 на ФЧД 3 и 4 поступают также в противофазе. Симметричные напряжения с выходов ФЧД 3 и 4 поступают на широкополосный фазовращатель 10, переменные выходные напряжения которого сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90, а постоянные составляющие остаются в противофазе. Эти сигналы поступают на сигнальные входы 22 и

23 балансных модуляторов 12 и 13, на опорные входы 24 и 25 которых приходят сигналы несущей частоты с генератора 1, сдвинутые по фазе относительно друг друга также на 90 высокочастотным фазовращате/

1а

$$

2О

2$ зо

4 лем 11. Выходные сигналы балансных модуляторов 12 и 13, в спектре которых содержатся сигналы несущей частоты, пропорциональные по величине постоянной составляющей с выходов ФЧД 3, 4, и противоположеные по фазе сигналы двух боковых частот, пропорциональные по величине гармонической составляющей, поступают на сумматор 14. В результате суммирования происходит взаимная компенсация сигналов несущей частоты и одной из боковых частот, и на выходе сумматора восстанавливается сигнал другой боковой частоты по амплитуде, пропорциональной величине вибрации.

Этот сигнал детектируется, регистрируется прибором 9.

Для измерения статической составляющей в сигнале преобразователя 2 вибросмешений сигнал боковой частоты с выхода блока 6 переносится на рабочую частоту фазовым детектором 5, а затем суммируется в сумматоре 8 с выходным сигналом ФЧД 4, содер>кащего постоянную и переменную гармоническую составляющие. В результате суммирования происходит взаимная компенсация переменных составляющих, а постоянная составляющая подается на второй вход прибора 9, где происходит ее регистрация. Сравнительные испьггания подтверждают эффективность данного устройства. Устройство позволяет раздельно измерять статическую и переменную гармоническую составляющие в частотном диапазоне, начиная с тысячных долей (гц), имеет достаточную надежность и точность измерений.

Форл у,га изобретения

Устройство для измерения циклических вибросмешений, содержащее генератор. подключенный к его основному выходу преобразователь, первый фазочувствитсльный детектор (ФЧД) и регистриру|ощпй прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений в сторону инфранизких частот, оно снаб>кеHo вторым ФЧД и третьим ФЧД, блоком выделения боковых частот, амплитудным детектором (ЛД! и сумм втором, выходы ЛД и сумматора подключены к соответствующим входам прибора, сигнальные входы второго ФЧД и трстьего

ФЧД соединены с преобразователем, опорные входы первого ФЧД, третьего ФЧД и блока выделения соединены с основным выходом генератора, опорный вход второго

ФЧД вЂ” с противофазным выходом генератора, выход второго ФЧД соединен с первым входом блока выделения, выход третьего ФЧД соединен с вторым входом этого блока и одним входом сумматора, выход блока выделения соединен с ЛД и сигнальным входом первого ФЧД, выход которого соединен с другим входом сумматора.

662829

Составитель А. Матвеев

Редактор Н. Аристова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2686 44 Тираж 1080 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сс Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок выделения выполнен в виде первого и второго фазовращателей, первого и второго балансного модуляторов и сумматора, выход которого соединен с выходом блока выделения, первый и второй входы которого соединены с входами второго фазовращателя, соединенного выходами с модулирующими входами балансных модуляторов, опорный вход блока выделения соединен с вхо6 дом первого фазовращателя, выходы которого соединены с входами несущей частоты балансных модуляторов, выходы которых подключены к входам сумматора.

Источники информации, припять е во внимание при экспертизе э

1. Авторское свидетельство

No 196386, кл. Ci 01 1. 1/4, 1966.

2. Авторское свидетельство СО:Р

М 400823, кл. Ci 01 1. 1/!О, 1971.