Устройство для испытания изделий на случайные вибрации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ . ИЗДЕЛИЙ НА СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАЦИИ, содержащее генератор белого шума, псдключенный к нему многоканальный формирователь, кажный канал которого включает формирующий фильтр и регулируемый усилитель,.последовательно соединенные с посл.е цнйМи сукматор, усилитель мощности и возбудитель колебаний с подвижной катушкой, последовательно соединенные вибрсздатчик, второй сумматор, многоканальный . анализатор; каждый которого включает анализирующий фильтр, иэмеритель дисперсии и блок сравнения, второй вход которого подключен к задатчику, а выход - к управлякщолу входу соответствующего регулируемого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подключен-, ным к подвижной катушке возбудителя колебаний датчиком тока, соединенным с ним вторым многоканальным анализаторе и вторым набором регулируемых усилителей, информационные входы которых подключены к выходу соответствующегО формирунзщего фильтра , выходы. - к входам второго сумматора , а управляющий вход каждого регулируемого усилителя вторюго на (Л бора подключен к вьксщу блока сравнения соответствугацего канала втос: рого анализатора, име ощего один общий для всех каналов задатчик, вь полненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра, п здключенного к выходу датчика тока, измерителя дисперсии и усилителя, выход которого подключен к второму О) входу каядого блока сравнения второго многоканального анализатора. ел a

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАДИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 01 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 34 9 56 54/1 8- 28 (22) 29.09.82 (46) 07.01.84. Бил. Р 1 72) Ю.И.Беглов, A.A.Êîùååâ, В.И.Супрун и В.A.Черняев (71) Челябинский политехнический институт им; Ленинского комсомола (53) 620.178.5 (088.8) (56) 1 ° Гетманов А.Е. и др. Ав.тома« тическое управление вибрационными испытаниями. М., Энергия, 1978, с,11-12, 2. Авторское свидетельство СССР. по заявке В 3396168/18-28, кл. 5 Ol И 7/00, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HCGblTAHHR

ИЗДЕЛИЙ НА СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАЦИИ, содержащее генератор белого шума, подключенный к нему многоканальный формирователь, каждый канал которого включает формирующий фильтр и регу« лируемый усилитель,,последовательно соединенные с последними сумматор, усилитель мсщности и возбудитель колебаний с псдвижной катушкой, последовательно соединенные вибродатчик, второй сумматор, многоканальный анализатор; каждый канал которого

„„SU„„ 1065711 А включает анализирующий фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, второй вход которого подключен к зада тчику, а выхсд — к управляющему входу соответствукщего регулируемого усилителя,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подключен-, ным к подвижной катушке возбудителя колебаний датчиком тока, соединенным с ним вторым многоканальным анализатором и вторым набором регулируемых усилителей, информационные входы которьм подключены к. выходу соответствующего фармирукщего фильтра, выходы - к входам второго сумматора, а управляющий вход каждого Pg регулируемого усилителя второго набора подключен к выходу блока сравнения соответствукщего канала второго анализатора, имеЪзцего один об» щий для всех каналов задатчик, выполненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра, псдключенного к выходу датчика тока, >„„Ь измерителя дисперсии и усилителя, выход которого подключен к второму 4ниР входу каждого блока сравнения второ- ф го многоканального. анализатора. ©

1065711

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для использования в машиностроении.

Известно устройство для испытания изделий на случайные вибрации, содержащее последовательно соединенные 5 генератор белого шума, набор формирующих фильтров и регулируемые усилители, сумматор, подключенный к выхо- дам регулируемых усилителей, усилитель мощности, возбудитель колебаний, )Q

Вибродатчик, цепь обратной связи, включакщую многоканальный анализатор, подключенный к выходу вибродатчика, и блоки сравнения, вторые входы которых подключены к задатчикам, 15 а выходы — к управляющим входам соответствунщих регулируемых усилителей (1).

Устройство реализует проведение испытаний изделий на случайные вибрации, однако управление уровнем вибрации в областях антирезонансов требует ручной настройки, что повышает трудоемкость и снижает надежность испытаний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для испытания .изделий на случайные вибрации, содержащее генератор белого шума, подключенный к нему" многоканальный формирователь, З0 каждый канал которого включает форми1-ующий фильтр и регулируемый усили. тель, последователь но соединенные с последними сумматор, усилитель мощности н возбудитель колебаний с под- 35 вижной катушкой, и последовательно соединенные вибродатчик, второй сумматор, многоканальный анализатор, каждый канал которого включает анализирующий фильтр, измеритель диспер-40 сии и блок сравнения, второй вход которого подключен к задатчику, а выход — к управляющему входу соответствующего регулируемого усилителя.

Устройство позволяет проводить испытания изделий на широкополосную. случайную вибрацию, управляя уровнем вибраций с учетом нелинейно свойств как иэделия, так и креплений. Учитывается также при испыта- ниях уровень вибраций по тем координатньм осям, по которьм вибрацию не возбуждают (2).

Однако при испытании изделий, именщих большие габариты и масси, устройство не располагает средствами автоматической защиты возбудителя колебаний от перегрузок, что снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности. 60

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания иэделий на случайные вибрации, содержащее генератор белого шума, подключенный к нему многоканальный формирователь, 65 каждый канал которого включает формирунщий фильтр и регулируемый усилитель, IIc"ледоватЕльно соединенные с последними сумматор, усилитель мсзцности и возбудитель колебаний с подвижной катушкой, и последовательно соединенные вибродатчик, второй сумматор, многоканальный анализатор, кажцый канал которого включает анализирующий фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, второй вход которого подключен к задатчику, а выход — к управляющему входу соответствующего регулируемого усилителя, снабжено подключенньм к подвижной катушке возбудителя колебаний датчиком тока, соединенньм с ним вторьм многоканальньм анализатором и вторьм набором регулируемых усилителей, информационные входы которых подключены к выходу соответствукщего формирующего фильтра, выходы — к входам второго сумматора, а управляющий вход каждого регулируемого усилителя второго набора подключен к выходу блока сравнения соответствующего канала второго анализатора, имекщего один общий для всех каналов задатчик, выполненный в виде последовательно соединенных полосового = фильтра, подключенного к выходу датчика тока, измерителя дисперсии и усилителя, выход которого подключен к второму входу каждого блока сравнения второго многоканального а нали эа тора .

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для испытания изделий на случайные вибрации содержит последовательно соединенные генератор

1 белого шума, подключенный к нему многоканальный формирователь, каждый канал которого включает формирующий фильтр 2 и регулируемый усилитель 3 первого набора, сумматор 4, усилитель 5 мсщности и возбудитель

6 колебаний, вибродатчик 7, второй сумматор 8, входом подключенный к вибрапатчику 7, многоканальный. ана- . лизатор, каждый канал которого включает анализирующий фильтр 9, измерихель 10 дисперсии и блок 11 сравнения, к второму входу которого под- ключен задатчик 12 ° Выходы блоков

11 сравнения подключены к управляющим входам соответствукщих регулируемых усилителей 3. Для измерения распределения токов подвижной катушки возбудителя 6 колебаний служат последовательно соединенные датчик

13 тока, подключенный к подвижной катушке (не обозначена;, второй многоканальный анализатор, каждый канал которого включает полосовой фильтр

14, измеритель 15 дисперсии и блок

16 сравнения. В блоках 16 сравнения второго анализатора осуществляется

1065711 сравнение измеренного сигнала и опорного, который формирует общий для всех блоков 16 сравнения эадатчик 17, выполненный в виде последовательно соединенных полосового фильтра (не показан), измерителя 5

18 общей дисперсии и усилителя 19, имеющего коэффициент: усиления к 1 ! (В п) гдето н j„определяют границы рабочего диапаэойа частот, в пределах которого формируется заданный спектр вибраций. Выход усилителя 19 подключен к вторым входам всех блоков 16 сравнения второго анализатора, выходы которых подключены к управлякщим входам регулируемых усилителей 20 второго набора. Информационные вхсды регулируемых усилителей 20 подключены к выходам соответствующих формирующих фильтров 2, а выходы - к входам второго сумматора 8 °

Устройство работает следующим образом.

Сигнал генератора 1 белого шума делится на узкополосные сигналы формирующими фильтрами 2, регулируется по уровню усилителями 3, суммируется сумматором 4 и через усилитель 5 мсщности поступает на вход возбуди- 30 теля .6 колебаний. Сигнал вибрсдатчи;ка 7 приходит на вход второго сумма- . тбра 8, на остальных входах которого сигналы отсутствуют в случае, если. нагрузка на возбудитель 6 колебаний 35 не превосходит допустимую. С выхода сумматора 8 сигнал поступает на вхсд первого многоканаль ного анализатора, делится на узкие полосы анализирующими Фильтрами 9 и через канальные 4g измерители 10 дисперсии приходит на первый вход блока 11 сравнения. На вторые входы блоков 11 поступают сигналы, пропорциональные заданным значениям вибрации в поддиапазонах.

Сигналы рассогласования с выхода блоков Il сравнения так изменяют коэффициенты усиления регулируемых усилителей 3 первого набора, что сигналы рассогласования свсдятся к нулю. В случае, когда нагрузка на возбудитель 6 колебаний превыаает заданную, работает автоматизированная система защиты. Известно, что в частотной характеристике тракта возбудитель колебаний - изделие существуют области антиреэонансов, в, которых наиболее сложно получить заданную форму спектральной плотности мсщности. В этих областях частот спектральная плотность тока имеет ярко выраженные пики, и на эти пики приходится большая часть дисперсии тока. При формировании режима вибрации необходимо определить частоты антиреэонансов и снижать заданный уровень вибрации. В устройстве укаэанные операции выполняются следующим образом. Сигнал датчика. 13 тока поступает на вхсд второго многоканального анализатора и вход задатчика

17. Пройдя полосовые фильтры 14 и измерители 15 дисперсии, сигналы поступают на .вход канальных блоков

16 сравнения. Задатчик 17 формирует опорный сигнал таК. Полосовой фильтр (не показан) ограничивает сигнал датчика 13 тока по частоте в границах рабочей полосы частот. Измеритель 18 общей дисперсии определяет значение дисперсии во всей рабочей полосе частот. Сигнал, пропорциональный значению общей дисперсии, поступает на вхсд усилителя 19.

Коэффициент усиления усилителя 19 устанавливается так, чтобы обеспечить допустимый уровень превышения пиков в спектральной плотности тока относительно среднего значения. При этом в заданной спектральной плотности Мсщности вибрации будут корректироваться те каналы, в которых спек« тральная плотность тока превосходит. средний уровень более, чем в К раз, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 19. Если на выходе датчика 13 возникают в некоторых каналах пики токов, то на выходе соответствующих канальных блоков 16 сравнения воэйикнет положительный сигнал, который поступит на управлякзций вход усилителя 20. С выхода усилителя 20., работающего только на положительный сигнал рассогласования, сигнал псдается через второй сумматор 8 на вхсд анализирующих фильтров 9, тем самым увеличивая сигнал с выхсда вибрсдатчика 7 в некотором частотном канале.

Это приведет к уменьшению возбуждения и уменьшению пика в спектральной плотности тока до заданного уровня, т.е. до равенства сигналов с задатчика 17 и измерителей 15 °

Изобретение повыаает надежность испытаний при испытаниях иэделий, имекщих большие габариты и массы, путем исключения повреждения катушки возбудителя колебаний.

1065711

Составитель В.Лопухин

Редактор Н.Лазаренко Техред О. Неце Коррек тор А.Дэятко

Заказ 11031/42 Тираж 828 П сдп ис ное

BFHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, _#_-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП - Патент, r. ужгород, ул. Проектная,4