Устройство для определения резонансов отдельных элементов объекта

 

10ЫОМймн

ФАТЕ ГПО- EXH4qCCRA! библиотека М5А

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1016722, 3GD 601 М 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3353 951/18-28 (22) 05, 11.80 (46) 07.05.83 ° Бюл. N 17 (72) В.Г.Рыгалин (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.178.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 715939, кл. G Ot Н 1/08.

2. Приборы и системы измерения вибрации, шума и удара. Справочник под ред, Клюева В.В, т. 2, М, 1978, с. 223-224.(прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗОНАНСОВ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБЪ"

ЕКТА, содержащее вибровозбудитель, размещенную на нем импедансную голов.ку, подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый согласующий усилитель, первый следящий Фильтр, сканирующий .генератор, блок компрессии и усилитель мощности, выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ee второму выходу последовательно соединенные второй согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещен- ный на объекте акселерометр и подклю-. ченные к его выходу последовательно соединенные третий согласующий усилитель и третий следящий фильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, . с целью повышения точности определения резонансной частоты отдельных элементов объекта, оно снабжено подключенным к выходу третьего следя" щего фильтра фазовращателем и соединенным одним входом с его выходом вычитающим блоком, второй вход которого соединен с выходом второго следящего фильтра.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ограничения амплитуды резонансов отдельных элементов объекта, оно снабже- С но последовательно соединенными пороговым блоком, регулируемым усилите" Я лем и вторым вибровозбудителем, также в ь размещенным на объекте, а вход поро- (, гового бл ка подключен к выходу вычитающего блока. Cb

«Д

h4

К) 1016722

Изобоетение относится к испытательной технике, а именно к устройствам испытания объектов, элементы которых испытывают резонансные пе5 регрузки.

Известно, устройство для испытания объектов при резонансе его отдельных элементов, содержащее датчик, соединенный с ним согласующий уси- 10 литель, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, два нуль-органа, первый выход одного нуль-органа соединен через делитель а первым входбм другого, вторые их входы подключены.. к выходу цифроаналогового преобразо.-: 15 вателя, а их выходы через блок логи-" ческих элементов соединены с входом ." счетчика, выход которого подключен ко входу цифроаналогового преобразователя, ограничитель, детектор, компаратор, генератор опорного напряжения и ключ, причем к выходу согласующего усилителя подключены последовательно соединенные ограничитель и детектор, выходом подключенный к одному из входов комгаратора, к друго" му входу которого подсоединен источник опорного напряжения, выход компаратора подключен к управляющему входу ключа, вход которого соединен 30 с выходом детектора, а выход - с входом делителя и нуль-органа (1 1.

Однако данное устройство позволяет измерять амплитуду механических колебаний при резонансах . отдельных элементов объекта испытаний.

Недостатками данного устройства являются невозможность исключения влияния импедансных свойств объекта и резонансов вибровозбудителя. Кроме 40 того, оно не позволяет определить перегрузку исследуемого элемента объекта по отношению к возбуждающему воз. действию, а также ограничить резонанс для предотвращения разрушения Объекта.45

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения резонансов отдельных элементов объекта, сод"ржащее вибровозбудитель, размещенную на нем импедансную головку

50 подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый со" гласующий усилитель, первый следящий фильтр, сканирующий генератор, блок компрессии и усилитель мощности, выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ее второму выходу последовательно соединенные второй согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещаемый на объекте акселерометр и подключенные к

его выходу последовательно соединенные тре1 ий согласующий усилитель и третий следящий фильтр 2 1.

Результаты измерения механического импеданса записываются на двухкоординатном записывающем устройстве. После расшифровки записи оператор определяет передаточные функции и демпфирующие или резонансные свойства объекта.

Недостаток. известного устройства заключается в невозможности автоматического выявления резонансов отдельных элементов объекта, учета резонансов вибровозбудителя, импедансных свойств объекта и ограничения на заданном уровне механических колебаний элементов объекта при резонансе.

Цель изобретения - повышение точности определения резонансной частоты отдельных элементов объекта, а также ограничение амплитуды резонанса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения ре-зонансов отдельных элементов Объекта, содержащее вибровозбудитель, разме"щенную на нем.импедансную головку, подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый согласующий усилитель, первый следящий фильтр, сканирующий генератор; блок компрессии и усилитель мощности„ выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ее второму выходу последовательно соединенные второй согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещенный на объекте акселерометр и подключенные к его выходу последовательно соединенные третий согласующий усилитель и третий следящий фильтр, снабжено подключенным к выходу третьего следящего фильтра фаэовращателем и соединенным одним входом с его выходом вычитающим блоком, второй вход которого соединен с выходом второго следящего фильтра.

Причем устройство, с целью ограничения амплитуды резонансов отдель-. ных элементов объекта, снабжено последовательно соединенными пороговым блоком, регулируемым усилителем и вторым вибровозбудителем, также размещенным на объекте, а вход по-. рогового блока подключен к выходу вычитающего блока.

22 4 ческому импедансу, а поскольку ско,рость вибрации поддерживается постоянной, то постоянна- и сила возбуждения объекта 11. Сигнал с второго выхода импедансной головки 2 через второй согласующий усилитель 8 и .второй следящий фильтр 9 поступает ма один из входов вычитающего блока 10.

На другой вход вычитающего блока 10 поступает сигнал от пьезоэлектрического акселерометра 12 через последовательно соединенные третий согласующий усилитель 13, третий следящий фильтр 14 и фаэовращатель 15. Следящие фильтры, 4, 9 и 14 служат для синхронного выделения основной часто . ты вибрации, задаваемой сканирующим генератором 5, а фазовращатель 15 установлен для компенсации фазовых искажений вибрационного сигнала, вносимых объектом 11. При отсутствии резонанса исследуемого элемента испытуемого объекта 11 величина сигнала, поступающего от акселерометра 12 будет меньше, чем величина сигнала от импедансной головки 2 иэ-.за демпфи" рующих свойств объекта и в результате пороговый блок 16 будет закрыт, второй вибровозбудитель 18 не будет воз" буыден. Пороговый блок 16 будет также закрыт при наличии резонансов вибровозбудителя 1 или других элементов (в данный момент времени не исследуемого) объекта 11, так как и в этом случае сигнал с импедансной головки

2 будет превышать сигнал с акселеро-. метра 12-,, При .возникновении резонанса исследуемого .элемента на какой-либо частоте вибрации сигнал с акселерометра 12 будет превышать сигнал с импедансной головки 2, на выходе вычитающего -блока 10 появится сигнал, ко« торий в пороговом блоке 16 сравнивается с заданным; определяющим возможные перегрузки этого элемента.

- При высокодобротных резонансах исследуемого элемента величина сигнала с акселерометра может превысить заранее установленный пороговый уро" вень, в этом случае пороговый блок

16 открывается и в регулируемом усилителе .17 формируется сигнал рассогласования,,KoTopblH 36 eT Во втором вибровэзбудителе 18 колебания, противоположные по фазе колебаниям вибровозбудителя 1, Второй вибровозбудитель 18 располагают на объекте рядом с исследуемым элементом.

3 \0 167

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вибровозбудитель 1, размещенную на нем импедансную головку 2, последовательно сое- . > диненные первый согласующий усилитель 3, первый следящий фильтр 4, сканирующий генератор 5, блок 6 компрессив, и усилитель 7 мощности, причем вход первого согласующего уси- . щ лителя 3 подключен к первому выходу импедансной головки 2, а выход усилителя 7 мощности подключен к вибровозбудителю 1, подключенные к второ:— му выходу импедансной головки 2 последовательно соединенные второй согласующий усилитель 8,,второй .следящий фильтр 9, выход которого подклю чен к входу вычитающего блока 10, размещаемый на отдельном элементе объекта 11 акселерометр 12, подключенные к его выходу последовательно . соединенные третий согласующий усилитель 13, третий следящий фильтр

14, фазовращатель 15, выход которого д подключен к другому входу вычитаю" щего блока 10, а также последовательно соединенные пороговый блок 16, вход которого подключен к выходу вычитающего блока 10, регулируемый усилитель 17 и второй вибровозбудитель

18; также размещаемый на объекте -11.

Устройство работает следующим образом. ь

Сигнал переменной частоты co c:са-, нирующего генератора 5 поступает на. зэ блок 16 компрессии, усиливается усилителем 7 мощности и поступает на вибровозбудитель I, который восйроизводит заданный режим вибрационных воздействий на испытуемый объект ll.

При этом на одном выходе импедансной головки.2 возникает =игнал, пропорциональный скорости вибрации. Этот сигнал через первый согласующий усилитель 3, служащий для согласования высокого выходного сопротивления импедансной головки 2 с низкоомным входом следящего фильтра 4, проходит через синхронно перестраиваемый следящий фильтр 4 и поступает на управля в ющий вход сканирующего генератора 5, который управляет блоком 6 компрессии таким образом, -чтобы вибровозбудитель

1 поддерживал постоянным значение. скорости вибрации, подводимой к объекту 11. В этом случае сигнал на атором выходе импедансной головки 2 б>дет пропорционален входному механи10 16722

Составитель B.Kîêóíîâ

Редактор H.Êîâeëåâà Техред В.Далекорей . Корректор И лароши

Заказ 3379/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-.35, Раушская наб,"д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Лроектная, 4

3а счет колебаний, возбуждаемых вторым вибровоэбудителем 18 на резонанснои частоте, уменьшается величина вибрационной перегрузки исследуемого

,элемента до установленного предела.

Второй вибровозбудитель 18 создает дополнительную противофаэную вибрацию только на резонансных вастотах, б

)поэтому он может быть выбран срав нительно малой мощности, например

;пьезокерамическим.

Использование изобретения позво ляет повысить качество проведения испытаний иэделий сложной ;-.отруктуры за счет выявления резонансов и их ограничения при больших перегрузках.