Устройство для измерения амплитудымеханических колебаний

 

Союз Советских

Социалистических республик

„,1853413 (б1) Дополнительное к авт. саид-ву (5t)М KB 3 (22) Заявлено 29.1179 (21) 2845756/18-28 с присоединением заявки )то— (23) Приоритет

Опубликовано 070881. бюллетень 23

Дата опубликования описания 070881

G 01 Н 3/12//

G 01 M 7/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий () (Д (620.178.53 (088.8) (72) Автор изобретения

В.Г.Рыгалин (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к виброметрии, а именно к устройствам для измерения амплитуды механических колебаний, и может быть применено в стендах для вибрационных испытаний.

Известно устройство для измерения параметров резонансных колебаний при виброиспытаниях объекта, содержащее датчики, устанавливаемые на испытываемом объекте и подвижной части вибростенда, подключенные через формиро ватели к входу базового дискриминатора, выход которого через переключатель подключен к блокам измерения и регистрации )11. 15

Недостатком устройства является низкая точность при измерении высокодобротных резонансов, обусловленная тем, что оператору приходится вручную переключать диапазон измери- 20 тельных приборов при эашкаливании последних.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения амплитуды 25 механических колебаний, содержащее первый датчик, закрепляемый на объек те, первый нормирующий усилитель, подключенный к выходу первого датчи. ка, и блок преобразования напряже- ЗО ния в код с автоматическим выбором диапазона, выход которого связан с входом цифрового измерителя амплиту" ды напряжения 21.

УРгройство обеспечивает автоматическое переключение диапазонов измерения при зашкаливании измерительных приборов, однако не позволяет индицировать параметры высокодобротных, резонансных колебаний объекта при его испытании на вибростенде методом плавной развертки частоты.

Целью изобретения является индикация параметров резонансных колебаний объекта при его испытании на вибростенде методом плавной развертки частоты. указанная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым датчиком, устанавливаемым на столе вибростенда, и последовательно соединенными вторым нормирующим усилителем, фазовращателем, фаэовым дискриминатором, к второму входу которого подключен выход первого нормирующего усилителя, инвертором и первым ключом, выход последнего подключен к входу цифрового измерителя амплитуды напряжения, а также вторым ключом, управляющий вход которого соединен с

85341:

ВЫХОДОМ фазОВОГО ДИ!?!cl?l;!»Ива Тора „а т!ЫхОД вЂ” вхОДОм бло:-, а пт; —. Об Оа 3 О Ба

Т G Л с! !.!а,— Zp с1;жС= т!ИВ .=,-.0 т-т И стп?O!?!Иа!; !,! -т Н ...

НЫЕ ВХОДЫ КЛЮЧЕЙ fi.OZ»со- ДИНЕНЫ К ВЫХОН а !ертеже првдcTizåzle !та c»!Qê с хе

«а УСТРОЙ" тва: ус l г?Ой.—:z3! 0 .Оде Олli T !1 Op!3ûé 1 и втор" é .2 датчики ссот-:=å. . †:òcòâåíHQ устанавливаемые на объ=:-;тс-в: и столе Вибростенда (ва чертеже нт показаны),. пер=ый 3 и вт;.рой 4 нор!i«; ующие у и»ите

Л И т Бходаши Г!ОДКЛ!СТТЕ ННЫЕ К ВЫХОД ЦМ дат !ИКСБ - 2 (! т БЕ т с;ТБ тт;-то, ВЫХод

У СИ»ИТЕЛ Я -:. П !К :;". В- Е:-" К ВХ ОД; фазо.Брвщ -тет;.Я ., а тт(?ил!.,-T ЛЯ 3 . к ВКОЦу ! !!30!30»0 Д: C. i i !;-l i! òîò;.)? " Гт.ОСЛЕ,ЦНИИ

ВЫХОДОМ НСДКЛЮЧЕ : К В?!

7 подключен к хот(у ББОрОГО к !K!ì 9., инфО!?маци О-., !тые Б?<ОД::: -. л!БЧPA oи :9 подсоецинепы к Выход норми!!у!Още! 0 подсоединен к Вход; б»ока- 10 преобра

3 ОБ аНИЯ Напс Я!К;: Н ; Я В Кт? Б С аВ ТО!!ат!1-

ЧЕСКИ!т! БЫбоРQ;! Диа с!30!;, са т а ВТОРОГО к»юча i к БКОДУ ЦифРОзс 0 из!т!еРите-! ья Т 1 аМПЛИТу ЦЫ -.за!!РЯ!!!ЕНИЯ .В»QK .0 БключаBTт тpli па ал» льнО т-та 3 }»<,тн 03-ффИБИ;= „-.. i i.i УГ 1-,ЛЕ НИ Я ТРс! р2Тор - 8 ..Ле-ii?iioнный, "илит ель 1.

-! у ль . -О!?Г н 2 0 !lcòî÷ í: ком 1 з. Опорно

И ОП рацИОННО ГО >i Ситт!!Т . Тя - 9 ПодКЛЮ" чаны к Входа!! нуль -o T а на 20, по(»едний соединен -: входом первого э?цемента "И" 22,- к Второмут ВхОцу кОтОрОГ 0 подключен Генератор 23 импульсовт вы— ход элемента И 2 связан с входами второ-,Q =".ë;åìåíòà "И" 24 и ждущего мУльтив!!б„а:ОРа 2"т- ВыхОД пОслеДнего подключен к входу цифрового измерите ля 1.1. ВыхОЦ БторОГО 3»емента И

24 -,i0»СОЕЦИНЕст К ВХОДт/ ДЕШИфраТОра )8„ устрой Tz30 работает ст едуюшим

O 3,С аз Q!т! . ческие колебания Б электрические 0!11 ,Д тн т Кс" ТОР! !Е У Ст!Лтт Вашт Я 1- НОРМ!!РУ ются у-илителями 3 и 4 и поступают !.:-"Оды фазового ДискРЯ; — т натоРа 6.

-(,.:-Ок!тз т Ого сиГнагс! c .z:,B.T .Ика 1,- Яв»Я

:Cz!ИИСЯ OT;i !ÈÊÎÌ МЕ Хан!" =стСКИХ КО?!ЕбаНий- ООЪЕКТа т ПОСТуГ!аЕТ Нд. ИнфОр!т(аци"

СННЫЕ ВХОДЫ КЛЮЧЕЙ 8 И 9т а СИГНаЛ

С т стТЧИкс 2 ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ОТКЛИКОМ Колебаний ::òîëà Вибростен,ца,- поступает .-...ЕРЕ З ф а З ОВР асшат ЕГ!Ь 5 Н а У ПРаБЛЯЮЩИй

ВХОД йаЗ СВОГО ДИСК!?и "ГИНа TOPB

Пр:!. Q f cутствии механического резонанса объеK а к т!Юч 9 oòкрыт и cN1 нал с дат ик=-, гроходит непосредст

БЕ l o На ВХОД ц .i!ZpO!30X 0 .-!3МЕрИтЕЛя амг!»ит уды а аг, рят!!е !! и Я где нса! т аб—

Ло ВЬ!СБЕсСИ Ваа ГСН Вт тстт:тт lla УСКОРЕНИЯ

;:!Г?торую испыт» Б а=-т oc 3!;

Пр!! гтриближенни к резонансу {при плавной развертке частоты знакопере— ! тЕННой СИЛЫ) аМПЛИтУДа СИГНаЛа OT Дат..Чика 1 начинает увеличиваться, а от

Д а Т Ч 1! К сс 2 0 C T а Е Т С Я П 0 С Т 0 Я Н Н 0 и ° В !тст Е С†.е с тем, при приближении к резонанс су ф=.çoz3b!é сдвиг между сигналами от датчиков 1 и 2 начинает увеличиваться.

Разность фаз между сигналами от датчиков 1 и 2, при которой срабатывает фазовый Дискриминатор 6, задает— (!.ф ся фазовращателем 5. Эта разность фаз огределяет и уровень сигнала при резонансе, с которого начинается из:::ерсние амплитуды резонанса. При приближении к резонансу фазовый сдвиг ,:;е:!<Ду сигна»ами OT датчиков 1 и 2

cтремится к IL и начинает превосхо2 дить заданный сцвиг фазы фазовращатео

»я 5. При этом на выходе фазового ,;-дискриминатора 6 появляется положительный потенциал, который закрывает ключ 9 и открывает ключ 8. При высокодобротных резонансах амплитуда сигна»а с Выхода датчика 1 может отличать .1 3 ся oт амплитуды сигнала от датчика 2 на 30 ДБ, что перегружает измеритель

11 и не дает возможность определить ве»и.-ину ускорения в момент прохождения ре-онанса. C выхода ключа 8 сигнаг» поступает на входы трех усилите"" лей 12,„13 и 14 блока 10 преобразования напряжения в код с автоматическим выбором диапазона. При этом сигна» с дешифратора 18 открывает первоначально ключ 15 и выходная амплиту :--?да си-нала с Выхода усилителя 12, имеющего наибольший коэффициент усиления, поступает на вход операционного усилителя 19. Если амплитуда сигна»а при резонансе имеет большую ве,«!!Личину, то усилитель 12 и операционный усилитель 19 входят в насыщение.

На входы нулг,-органа 20 подаются сигнапы с выходов операционного усилителя 19 и источника 21 Опорного напря,,жения. Если напряжение на выходе опе . .А

" рационного усилителя 19 превышает величину Опорного напряжения, нуль-орган 20 срабатывает и положительный потенциал поступает на вход элемента

)!!

"И" 22., Одновременно на другой вход элемента "И" 22 подаются импульсы опорной частоты с генератора 23 импульсов. На выходе элемента "И" 22 появляются импульсы, которые проходят через элемент "И" 24 и поступают на

--»вход дешифратора 18.

По заднему фронту сигнала с выхо.да элемента "И" 22 срабатывает ждущий мультивибратор 25. Нулевой перепад с выхода ждущего мультивибратора тд 25 также поступает на другой вход элемента "И" 24, -апрещая прохождение сигнала с выхода элемента "И" 22 на вход де!аифратора 18 до окончания переходных процессов операционного уси;, :,, лителя 19.

853413

Формула изобретения

При прохождении первого импульса с выхода элемента "И" 22 дешифратор

18 закрывает ключ 15 и открывает ключ 16, который подключает вход усилителя 13 с меньшим коэффициентом усиления.

Если напряжение на выходе операционного усилителя 19 продолжает превьыать опорное, то после прохождения импульса с выхода ждущего мультивибратора 25 описанный процесс повторяется. При этом ключ 16 закрывается, а ключ 17 открывается и к входу операционного усилителя 19 подключается усилитель 14 с наименьшим коэффициентом усиления. Как только напряжение на выходе операционного усилителя 19 станет меньше опорного, срабатывает нуль-орган 20, и на выходе элемента

"И" 22 поянляется нулевой потенциал.

При этом потенциал с выхода ждущего мультивибратора 25 открывает счетные декады цифрового измерителя 11, и начинается измерение амплитуды резонанса.

После прохождения резонанса сигнал на выходе фазового дискриминатора 5 уменьшается до нуля, ключ 8 закрывается, а ключ 9 открывается, и блок 10 отключается. устройс во позволяет не только измерить амплитуду сигнала гри резонансе, но и оценить его добротность, поскольку скорость прохождения диапазона частот обычно известна.

ВКИИПИ Заказ 5620/14

Тираж 484 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 устрой"тво для измерения амплитуды механических колебаний, содержащее первый датчик, закрепляемый на объекте, первый нормирующий усили=

5 тель, подключенный к выходу первого датчика,. и блок преобразования напряжения в код с антоматическим выбором диапазона, выход ко-орого связан с входом цифрового измерителя амплиту ды напряжения, о т л и ч а ю щ e e с я тем, что, с целью индикации параметров резонансных колебаний объекта прн его испытании на вибростенде методом плавной развертки частоты, 5 оно снабжено нторым датчиком, устанавливаемым на столе вибростенда, и последовательно соединеннымн BTophlN нормирующим усилителем, фазовращателем, фазоным дискриминатором, к второму входу которого подключен выход первого нормирующего усилителя, инвертором и первым ключом, выход последнего подключен к вхо . цифрового измерителя амплитуды напряжения, а также вторым ключом, управляющий нход

25 которого соединен с выходом фазового дискриминатора, а выход — c входом блока преобразования напряжения в ! код, информационные входы ключей под» соединены к выходу первого нормируюЩ щего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 596848, кл. G 01 И 7/00, 1975.

35 2. Патент США 9 4030339, кл. 73-12, 1977 (прототип).