Устройство для диагностических испытаний изделий

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕОКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащее задающий генератор и возбудитель на грузки, включающий электродинамичесгкий вибратор с первой и второй обмотками , первый управляе1Ф1й полупроводниковый триод, последовательно соединенный с первой обмоткой, и ис-: точник питания, подключенный к первой и второй обмоткам электродинеилического вибратора, отличающее с я жем, что, с целью автоматизации испытаний, оно снабжено вторым управляемым полупроводниковым триодом , включенным последовательно со второй обмоткой электродинамического вибратора, цепью обратной связи, состоящей из вибродатчика и измерителя амплитуды и фазы, ксжмутатора и кольцевым распределителем импульсов , вход которого подключен к задающему генератору, задающий генератор и.источник питания выполнены регулируемьвФи, управляющие оды ис точнйка питания и обоих пoJ yпpoвoдниковых триодов подключены через коммутатор к выходам кольцевого распределителя , импульсов, а другой управляющий вход источника питания подключей к выходу измерителя амплитудою и фазы. О со sj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ВЗ«Л ЮИ

РЕСПУБЛИК

6 % (И) МЯ) G 7

Й303ЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВРЩТЕГВСТВЪ

И%

° а

° Ф

%et (21) 3239757/18-28 (22) 29.01.81 (46) 23.08.83. Вюл. 9 31 (72)В. П. Иванов (53)620.178.3(088.8) (56)1. Клюев В. В. Приборы и систевы измерения вибрации, шума и удара. Справочник. М., "Машиностроение", 1978, кн ° 2, с. 186-190.

2. Авторское свидетельство СССР

М 179047р кл. G 01 М 7/00, 1966 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАИИЧЕС

КИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЯ, содержащеезадающий генератор и возбудитель нагрузки, включающий электродинамнчес-. кий вибратор с первой и второй обмотками, первый управляемый полупроводниковый триод, последовательно соединенный с первой обмоткой, и источник питания, подключенный к первой и второй обмоткаМ электродинамического вибратора, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью автоматизации испытаний, оно снабжено вторым. управляемым полупроводниковым триодом, включенным последовательно со второй обмоткой электродинамического вибратора, цепью обратной связи, состоящей из вибродатчика и измерителя амплитуды и фазы, коммутатора и кольцевым распределителем импульсов, вход которого подключен к задающему генератору, задающий генератор и.источник питания выполнены . регулируевеаки, управляющие @ходы ис точнйка питания и обоих полупроводниковых триодов подключены через Я коммутатор к выходам кольцевого распределителя. импульсов, а другой управляющий вход источника витания подключен к выходу измерителя амплитуды и фазы.

1037104

2. Устройство по п. 1, о т л и ч, ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности многоточечного возбуждения сложных иэделий и синхронизации фазы колебаний различных точек иэделия, возбудитель нагрузки выполнен многоканальным, а управИзобретение относится к испытательной технике и может быть исполь,зовано для вибропрочностных ре сурсных испытаний в машиностроении. известно устройство для динами- 5 ческих испытаний сложных конструкций с многоточечным возбуждением, содержащее задающий генератор, многоканальный возбудитель нагрузки, каждый канал которого включает .последовательно соединенные усилитель мощности, электродинамический вибратор, вибродатчик и измеритель амплитуды и фазы, блок управления (1 7, Устройство позволяет проводить ис- 5 пытания сложных изделий, однако при длительных ресурсных испытаниях его использование приводит к большим затратам, обусловленным низким КПД устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для динамических испытаний изделий, содержащее задающий генератор и воэбу дитель нагрузки, включающий электродинамический вибратор с первой и вто.рой обмотками, первый упбавляемый пол-проводниковый трид, последователь но соединенный с первой обмоткой, и источник питания, подключенный к 30 первой и второй обмоткам электродинамического вибратора.

Устройство обеспечивает более эко номичный режим работы путем управлеч ния ключем в цепи питания обмотки 3 возбуждения (2 7.

Однако устройство не обеспечивает автоматическое поддержание уровня нагрузки и не дает возможности возбуждать колебания сложной формы.

Целью изобретения является обеспечение автоматизации испытаний.

Указанная цель достигается тем, что устройство для динамических испы таний изделий, содержащее задающий генератор и возбудитель нагрузки, включающий электродинамический вибратор с первой и второй обмотками, первый управляемый полупроводниковый триод, последовательно соединенный с первой обмоткой, и источник, питания, подключенный к первой и ляющие входы первого и второго полупроводниковых триодов каждого канала возбуждения соединены через ка нальные коммутаторы с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, общего для всех каналов возбуждения нагрузки. второй обмоткам электродинамического вибратора, снабжено вторым управляемым полупроводниковым триодом, включенным последовательно со второй обмоткой электродинамического вибратора, цепью обратной связи, состоящей иэ вибродатчика и измерителя амплитуды и фазы, коммутатором и кольцевым распределителем импульсов, вход которого подключен к задающему генератору, задающий генератор и источник питания выполнен регулируемым, упправляющие входы источника питания и обоих полупроводниковых триодов подключены через коммутаторы к выходам кольцевого распределителя импульсов, а другой управляющий вход источника питания подключен к выходу измерителя амплитуды и фазы.

Кроме того, с целью обеспечения возможности многоточечного возбуждения сложных изделий и синхронизации фазы колебаний различных точек изделия, возбудитель нагрузки выполнен многоканальным, а управляющие входы первого и второго полупроводниковых триодов каждого канала возбуждения соединены через канальные коммутаторы с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, общего для всех каналов воз. буждения нагрузки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема подсоединения вибраторов к иэделию.

Устройство для динамических испытаний изделий содержит задающий генератор 1, подключенный к его выходу кольцевой распределитель 2 импульсов, на выходах которого импульсы появляются в строгой очередности (в рассматриваемом случае распределитель 2 имеет двенадцать выходов ), многоканальный возбудитель нагрузки (не обозначен ), каждый канал которого состоит из коммутатора 3, управляемого источником 4 питания, электродинамического вибратора 5 с первой и второй обмотками б и 7 соответственно и якорем 8, цепь об" ратной связи, включающую вибродатчик 9 и измеритель 10 амплитуды и фазы, выход которого подключен к

1037104 управляющему входу источника 4 пита- ния ° Последовательно обмоткам 6 и

7 включены соответственно управляемые полупроводниковые триоды 11 и

12 (тиристоры ). Одни концы обмоток

6 и 7 объединены и подключены к одному полюсу источника 4 питания, другие концы обмоток б и 7 через триоды 11 и 12 подключены к второму полюсу источника 4. Для шунтирования обратных напряжений на обмот- 10 ках 6 и 7 к ним параллельно подключены цепочки из резисторов 13 и 14 и диодов 15 и 16. Для обеспечения коммутации триодов 11 и 12 к их входам подключен конденсатор 17. Для 15 исключения разряда конденсатора 17 при пйтании от источника 4 последовательно обмоткам 6 и 7 подключены диоды 18 и 19 и для поддержания тока через открытые триоды 11 и 12 при нулевом напряжении на полюсах источника 4 к ним подключен диод

20 в обратном направлении. Для нагружения изделия 21 якоря 8 вибраторов 5 соединены с изделием 21 с помощью тяг 22.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частоту следования которых устанавливает оператор. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход кольцевого распределителя 2 импульсов, на выходах которого в определенной последовательности появляются импульсы с частотой, мень- 35 шей частоты генератора 1 в число раз, равное числу выходов распределителя

2. Импульсы с выходов распределителя

2 через канальные коммутаторы 3 подаются на управляющие входы триодов 11 40 и 12 и источника 4 питания, выполненного в виде преобразователя постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Для.синхронизации работы вибраторов 5 различных 45 каналов управляющие входы триодов 11 и 12 должны подключаться к одновременным выходам распределителя 2. Так для обеспечения синфаэной работы вибраторов 5 управляющие входы триодов

11 подключают к первому выходу распределителя 2, а входы триодов 12 " к седьмому выходу распределителя 2 (если выходы пронумерованы в порядке воз растания номеров ). При этом импульс на первом выходе распределителя 2 че- 55 рез канальные коммутаторы 3 откроет триоды 11. Через обмотки б потечет ток и якоря 8 будут стремиться втянуться в обмотки 6, седьмой импульс генератора 1 поступит с седьмого вы- 60 хода распределителя 2 на управляющий вход триода 12. Теперь ток потечет по обмотке 7, и якорь начнет втягиваться в обмотку 7. Напряжение конденсаторов 17 прикладывается че65 рез открытые триоды 12 к три дам 21 в обратном направлении и закрывает их

Конденсаторы 17 переэаряжаются токами, протекающими через обмотки 6 и триоды 12. Далее процесс повторяется. В случае, если необходимо реализовать требуемый фазовый угол между вибраторами 5, то"оператор меняет коммутацию управляющих входов триодов 11 и 12 таким образом, чтобы обеспечить .нужный фазовый угол. Нао пример, для обеспечения угла 30 уп» равляющий вход триода 11 первого канала подключают к первому выходу распределителя, а вход триода 11 второго канала — к второму и т.д.

Установка фаэ осуществляется до работы устройства и при испытаниях тре буемая фаза поддерживается автоматически. Импульсы с выходов распределителя 2 управляют и работой источников 4 питания. На выходе источников 4 реализуется напряжение, форма которого повторяет:л требуемый закон изменения нагрузки. Это осуществляется с помощью коммутации различных резисторов (не показаны ) в цепи управления источника 4. Коммутация резисторов осуществляется транзисторами (не показаны ), управляемыми импульсами, поступающими с .выходов коммутаторов 3. На выходах коммутаторов 3 импульсы появляются синхронно с импульсами распределителя 2, но очередность поступления импульсов устанавливается оператором. Так, установка числа "5" на коммутаторе 3 означает, что импульс на первом выходе коммутатора 3 появится синхронно с появлением импульса на пятом выходе расцределителя 2. Например, для получения синусоидального напряжения, на выходе источника 4 выходы один, шесть, семь, двенадцать коммутатора 3 объединяются и подаются на транзистор (не показан ), подключающий в цепи управления резистор большого номинала, выходы два, пять, восемь, одиннадцать — на транзистор, подключающий резистор меньшего номинала, а выходы три, четыре, девять, десять — на транзистор, подключающий резистор еще меньшего номинала. На коммутаторе 3 устанавливается число один

Ступенчатое изменение напряжения на выходе источника 4 сглаживается за счет.индуктивности обмоток б и 7. В устройстве реализована регулировка уровня нагружения с помощью цепи обратной связи. Сигнал вибродатчика

9 поступает на вход измерителя 10 амплитуды и фазы. Сигнал с выхода измерителя 10 поступает на вход управ ления источника 4. Увеличение сигнала с выхода измерителя 10 приводит к уменьшению напряжения на выходе истОчника 4 и наоборот. Таким обра1037104

Составитель Г. Боголюбова

Техред Т.Фанта Корректор И. демчик

1! .Редактор Н. Лазаренко

Заказ 5995/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зом поддерживается первоначально ,заданный уровень нагрузки.

В устройстве источники 4 питания и управляемые триоды 11 и 12 работают, в ключевом режиме, что повыаает КПД. Применение распределителя 2 и коммутаторов 3 позволяет синхронизировать работу электродина мических вибраторов 5, а также уста навливать требуемый Фазовый сдвиг между ними. Устройство позволяет возбуждать в изделии колебания сложной Формы.