Виброкалибровочное устройство

 

ВИБРбКАЛИБРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее заданлций генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобраэователь и первый согласукилий усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения виброускорения, оио снабжено вторым согласующим усилителем , для подключения к нему калибруемого преобразователя, последовательно соединенными с выходами согласующих усилителей первым переключателем , масиггабным усилителем-преобразователем , время-импульс.ным аналогоцифровым преобразователем, подклоченным к его второму входу кваГрцевым генератором и делителем частоты, соединенной с его выходом одним входом схемой совпадения, вторым переключателем , другой вход которого свединен с выходом время-импульсного аналогоцифрового преобразователя, блоком Q считывания с цифровым индикатором, а также формирователем прямоугольных W импульсов, включенным между задающим генератором и вторым входом схемы совпадения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И), щи G 01 М 7/00

,: 1М;ЩКу .г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3416875/18-28 (22) 02 ° 04.82 (46) 15.01.84. Бюл. Р 2 (72) A.È. Браженко, В.Г. Слонов, В.A. Маленький и Г.И. Мишенин (71) Специальное конструкторское бюро "Виброприбор". (53) 620.178.53(088.8)

«56) 1. Каталог Брюль и Къер, Дания, 1981 -1982.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 734629, кл. 0 05 Р 15/00, 1979 (прототип) ° (54)(57) ВИБРОКАЛИБРОВОЧНОЕ УСТРОЙ.СТВО, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобразователь и первый согласующий усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения виброускорения, оно снабжено вторым согласующим усилителем для подключения к нему калибруемого преобразователя, последовательно соединенными с выходами согласующих усилителей первым переключателем, масштабным усилителем-преобразователем, время-импульсным аналогоциФровым преобразователем, подклоченным к его второму входу кварцевым генератором и делителем частоты, соединенной с его выходом одним входом схемой совпадения, вторым переключателем, другой вход которого сеединен с выходом время-импульсного аналогоцифрового преобразователя, блоком считывания с цифровым индикатором, O а также формирователем прямоугольных импульсов, включенным между задающим генератором и вторым входом схемы совпадения.

1067385

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано в качестве переносного виброкалибровочного устройства для измерения коэффициента преобразования и определения характеристик виб- 5 ропреобразователей, а также для виброиспытаний изделий.

Известны устройства и приборы, соединение которых по.определенной схеме позволяет организовать виброкалибровочное устройством выход генератора 1023 подключается к входу калибратора 4291, на платформе которого устанавливается эталонный.акселерометр 8305 калибровочного набора

3506 и калибруемый вибропреобразователь, а выход усилителя-формирователя 2626 калибровочного набора 3506 подключается к входу электронного вольтметра 2425. Причем, вход усилителя-формирователя 2626 подключается поочередно или к выходу эталонного акселерометра 8305 (при установке определенной величины ускорения на платформе калибратора 4291), или к выходу калибруемого вибропреобраэователя (при определении коэффициента преобразования калибруемого вибропреобразователя 1 J ).

Недостатками данного устройства являются сравнительно большая погреш-З ность ка."." .--,-. ки. Кроме того, в виброкалибровочном устройстве не обеспечивается непосредственный отсчет коэф,фициента преобразования калибруемого вибропреобразователя, он определя-35 ется расчетным путем, что ухудшает удобство эксплуатации и снижает производительность труда при калибровке вибропрео :,:;:.,.:.зателей. Конструктивное исполнение в виде отдельйых уз- 40 лов и приборов виброкалибровочного устройства повышает общий вес и объем устройства, что ухудшает удобство эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению 45 является виброкалибровочное устройство, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобразователь и первый согласующий усилитель (2 ).

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, так как оно представляет собой замкнутую систему, практически обеспечивающую только воспроизведение вибрации на рабочем столе вибровозбудителя. Отсутствие точного контроля величины установленного виброускорения увеличивает погрешности под- 6О держания виброускорения. Использование устройства для калибровки вибропреобразователей ведет к необходимости применения дополнительных стандартных узлов, что увеличивает общий 65 вес и объем системы, снижает ее мобильность и производительность труда ° при калибровке вибропреобразователей.

В известном устройстве не обеспечивается непосредственный отсчет коэффициента преобразования калиб9уемого вибропреобразователя, он определяется расчетным путем, что также ухудшает удобство эксплуатации и снижает производительность труда при калибровке вибропреобразователей.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения виброускорения при калибровке вибропреобразователе й.

Поставленная цель достигается тем, что виброкалибровочное устройство, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобразователь и первый согласующий усилитель, снабжено вторым согласу ющим усилителем для подключения к нему калибруемого вибропреобразователя, последовательно соединенными с выходами согласующих усилителей первым переключателем, масштабным усилителем-преобразователем, времяимпульсным аналого-цифровым преобразователем, подключенными к его второму входу кварцевым генератором и делителем частоты, соединенной с его выходом .одним входом схемой совпадения, вторым переключателем, второй вход которого соединен с выходом время-импульсного аналого-цифрового преобразователя, блоком считывания с цифровым индикатором, а также формирователем прямоугольных импульсов, включенным между задающим генератором и вторым входом схемы совпадения.

На чертеже показана структурная схема виброкалибровочного устройства.

Виброкалибровочное устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, регулятор 2 амплитуды колебаний, усилитель 3 мощности, вибровозбудитель 4, образцовый вибропреобразователь 5 и первый согласующий усилитель 6, а также второй согласующий усилитель 7, подключаемый к нему калибруемый вибропре; образователь 8, последовательно соединенные с выходами согласующих усилителей 6 и 7, первый переключатель 9, масштабный усилитель-преобразователь 10, время-импульсный аналого-цифровой преобразователь 11, подключенные к его второму входу кварцевый генератор 12 и делитель 13 частоты, соединенную с его выходом одним входом схему 14 совпадения, второй переключатель 15, второй вход которого соединен с выходом времяимпульсного аналого-цифрового преобразователя 11, блок 16 считывания а цифровым индикатором 17.и формиро10 67 385

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал задающего генератора 1 поступает на вход регулято- 40 ра 2 амплитуды колебаний и на вход формирователя 18 прямоугольных импульсов, с выхода которого прямоугольные импульсы, следующие с частотой, равной частоте выходного сиг- 45 нала задающего генератора 1, поступают на второй вход схемы 14 совпадения. Коэффициент деления делителя

13 частоты выбирается иэ условия:

К ед=2Е„ Ч,,где К, „ - коэФФициент деления делителя 13 частоты;

К в ч — частота следования прямоугольных импульсов кварцевого генератора 12. Таким образом, при любой частоте следования импульсов кварцевого генератора 12, на первый вход 55 схемы 14 совпадения с выхода делителя 13 частоты поступают управляющие прямоугольные импульсы со скваж- . остью, равной 2 (меандр) и длительностью 1 сек. На выходе схемы 14 @) совпадения формируются последовательности импульсов (длительность формирующихся последовательностей равна .1 с),. которые через второй переклю- чатель 15 поступают на вход блока 16 5 ватель 18 прямоугольных импульсов, включенный между задающим генерато-, ром 1 и вторым входом схемы 14 совпадения.

Соединенные между собой формирователь 18 прямоугольных импульсов, схема 14 совпадения, делитель 13 частоты, время-импульсный аналого-цифровой преобразователь 11 и кварцевый генератор 12, образуют формирователь счетных импульсов.

Блок 16 считывания представляет собой счетчик импульсов с оперативной памятью. По окончании счета им6 пульсов информация со счетчика пееписывается в оперативную память, 15 что соответствует зажиганию соответствующих сегментов цифрового индикатора 17.

Перед работой виброкалибровочного устройства калибруемый вибропреобраэователь 8 (или испытываемое иэделие) закрепляется на рабочем столе вибровозбудителя 4, где так же закреплен образцовый вибропреобразователь .5, а выход калибру- 75 емого вибропреобразователя 8 соединяется с входом второго согласующего усилителя 7, регулятор 2 амплитуды колебаний устанавливается в

Лоложение, соответствующее минимуму (нулю) амплитуды колебаний. Устрой30 ство включается. Второй переключатель 15 устанавливается в положение, соответствующее подключению выхода схемы 14 совпадения к входу блока 16 считывания.

35 считывания, и на индикатор 17, на котором высвечивается число, равное числу импульсов, просчитанных блоком 16 считывания за 1 с что соответствует частоте выходного сигнала задающего генератора 1..Таким образом, перестраивая задающий генератор

1 по цифровому индикатору 17, с высокой точностью устанавливается необходимая частота выходного сигнала задающего генератора 1. Затем второй переключатель 15 устанавливают в положение, соответствующее подключению к входу блока 6 считывания выхода время-импульсного аналого-цифрового преобразователя 11, а первый переключатель 9 устанавливается в положение, соответствующее подключению выхода первого согласующего усилителя 6 к входу масштабного усилителя-преобразователя 10. С помощью регулятора 2 амплитуды колебаний на выходе усилителя 6 устанавливается уровень сигнала, соответствующий виброускорению рабочего стола вибровоэбудителя 4, равному 10 ьфс (амплитудно-частотные характеристики вибропреобразователей определяются при виброускорении 10 м/с ). Причем, величина устанавливаемого виброускорения контролируется (отсчитывается) непосредственно по цифровому индикатору.17 (т.е. при использовании четырехраэрядного цифрового индикатора), при установке виброускорителя 10 м/с2, устанавливается число

1000. Отключение знака "," (запятая) или перенос ее на другое место, а также включение подсветки одной из размерности "Гц", "м/с " или "м3 с м происходит автоматически в зависимости от положения первого и второго переключателей 9 и 15. Это достигается путем ввода в схему время-импульсного аналого-цифрового преобразователя 11 и масштабного усилителяпреобразователя 10, который нормализует коэффициент передачи всего канала измерения, величины устанавливаемого ниброускорения таким образом, что перестраивая регулятор амплитуды колебаний 2 непосредственно по цифровому индикатору 17 (беэ дополнительных пересчетов) с высокой точностью устанавливается величина виброускорения 10 м/с . Переменный сигнал с выхода образцового вибропреобразователя 5 поступает на вход первого согласующего усилителя 6, который обеспечивает необходимое усиление поступающего сигнала и согласование выходного сопротивления вибропреобраэователя 5 с входным сопротивлением масштабного усилителя-преобразователя 10, который преобразует переменное входное напряже1067385 дителя 4 калибровочной величины ниброускорения 10 м/с, необходимо, во-первых, при включении канала измерения величины устанавлинаемого ниброускорения с помощью переключа телей 9 и 15 обеспечить подачу необходимого напряжения на знак "," (запятая) второго разряда цифрового индикатора 17, что практически не представляет технической сложности, вовторых, необходимо -обеспечить поступление на вход блока 16 считывания последовательностей импульсов, сбдержащнх по 1000 импульсов. Второе условие выполняется при соблюдении равенстна: аК К К К =ЮОо. (1>

8 Су1 уя и

Из структуры ниброКалибровочного устройства и формулы (1) нидно, что при обеспечении расчетных величин коэффициентов передачи и преобразования соответствующих узлов, на цифровом индикаторе 17 обеспечивается непосредственный (без дополнительного пересчета) отсчет величины ниброускорения, устанавливаемого на рабочем столе нибронозбудителя 4.

Для определения (измерения) коэффициента преобразования калибруемого нибропреобразонателя, перный переключатель 9 устанавливается н положение, соответствующее подключеныо выхода второго согласующего усилителя 7 к входу масштабного усилителя-преобразователя 10 ° Причем, для обеспечения непосредственного отсче.та (без дополнительного пересчета) коэффициента преобразования калибруемого нибропреобраэонателя, отнесенного к виброускорению н 1 м/С2 достаточно выполнить условие:

А "су2 ",и К„= f000 (2 I

Из структуры виброкалиброночного устройства и из формул (1) и (2) видно, что при использовании в расчетах нормированной величины калибровочного виброускорения a = 10 м/с, 2 для обеспечения непосредственного отсчета по цифровому индикатору 17 величины установленного виброускорения или величины коэффициента преобразования калибруемого вибропреобразонателя, можно испольэовать любые комбинации значений К8, К у.т и с последующим пересчетом К „и

"суй °

Использование ниброкалибровочного устройства, выполненного в виде единОго переносного прибора, позволяет проиэнодить виброиспытания изделий и калибровку вибропреобразонателей, повысить его мобильность и универсальность.

Ти аж 823 Подписное

ВНИИПИ Эаказ 11200 46, 1

Филиал ППП "Патент, г.

Ужгород, ул.Проектная,4 иие в постоянное и усиливает его до необходимой величины. Постоянное напряжение с выхода масштабного усилителя-преобразователя 10 поступает на первый вход время-имттульсного аналого-цифрового преобразователя 11, ко- 5 торый преобразует постоянное напряжение (входной сигнал) во временной интервал, длительность торого прямо пропорциональна вафа" входного сигнала. Прмяоугольны имтфМфсы 1О кварцевого генератора 1ф ует олняют временной интервал. Таким Образом, на выходе время-импульchopo аналогоцифрового преобразователя 11 формируются последовательности импульсов, f5 причем количество импульсов в одной последовательности прямо-пропорционально величине входного сигнала.

С выхода время-импульсного аналогоцифрового преобразователя 11 последовательности импульсов через второй переключатель 15 поступают на вход блока 16 считывания. При этом на цифровом индикаторе 17 высвечивается число, равное числу импульсов в последовательности. Таким образом, перестраивая регулятор 2 амплитуды колебаний по цифровому индикатору 17, с высокой точностью устанавливается необходимое виброускорение рабочего стола вибронозбудителя 4. Первый переключатель 9 устанавливается н положение, соответствующее подключению выхода вто рого согласующего усилителя 7 к входу масштабного усилителя-преобразователя 10. На цифровом индикаторе 17 высвечивается число, равное коэффициенту преобразования калибруемого вибропреобразователя 8 относительно виброускорения 1 м/с2. Если а — ве- 40 личина устанавливаемого виброускорения рабочего стола нибрОВОЗбудителя 4;

К вЂ” коэффициент преобразования

Образцового нибропреобразователя 5, коэффициент передачи первого 45 согласующего усилителя 6; Kgy2 - коэффициент передачи второго согласуквцего усилителя 7; Ку„.- коэффициент передачи масштабного усилителя-преобразователя 10, Кп — коэффициент 5{) преобразования время-импульсного аналого-цифрового преобразователя 11, а цифровой индикатор 17 обеспечивает сквозную индикацию счетных импульсов, поступающих на вход блока 16 55 считывания (т.е. цифровое значение иа индикаторе 17 соответствует количеству импульсов в последовательности, поступающей на вход блока 16 счйтывания), то для того, чтобы на четырехразрядном индикаторе 17 высвечивалось число 10.00, при установке на рабочем столе вибровозбу