Устройство для измерения коэффициента затухания колебаний

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содержащее возбудитель колебаний, вибропреобраэователь перемещений и под-, ключенный к нему осциллограф, о т - ; личающееся тем, что, с целью .повышения оперативности измерений, оно снабжено двумя взаимно перпендикулярными направляющими с микрометраNM и размещаелим на экране осциллографа транспарантом, выполненным из прозрачного материала с нанесенными на его поверхность тремя паргшлельными линиями, расстояние между крайгшм.1 из которых в 2,72 раза больше, чем расстояние между нижней и промежуточной линиями, и кривой обратной пропорционсшьности текущего времени.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1(ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 01 Н 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ %

° Ю

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

K ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 3370197/18-28 (22) 29 . 12, 81 (46) 23.05.84. Бюл. Ю 19 (72) Я.Я.Ли берт и В.A.Рижий (53) 620. 178. 5 (088. 8) (56) l. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М., Химия, 1973, с. 58, 63.

2, Иориш Ю.И. Виброметрия, N.

Машгиз, 1963, с. 640-643. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содержащее возбудитель колебаний, вибропреобраэователь перемещений и под-, ключенный к нему осциллограф, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ,повышения оперативности измерений, оно снабжено двумя взаимно перпендикулярными направляющими с микрометрами и размещаевым на экране осциллографа транспарантом, выполненным иэ прозрачного материала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями, расстояние между край. .имл: иэ которых в 2,72 раза больше, чем расстояние между нижней и промежуточной линиями, и кривой обратной пропорциональности текущего времени.

1093909

Изобретение относится к технике измерения параметров затухающих колебаний и может быть использовано для измерения коэффициента затухания и логарифмического декремента затухания, добротности в электрических и механических системах и внутреннего трения при исследовании физических свойств веществ.

Известно устройство для измерения логарифмического декремента,, затухания, содержащее воз будитель колебаний, датчик, электронно-счетный частотомер, светолучевой и электронный осциллографы. Процесс измерения включает измерение амплитуд начального и 15 конечного колебаний, амплитуды кото, рых надежно измеряются по виброграмме, и последующие вычислени я (1), Недостатками этого устройства являются низкая производительность из- >Q мерений, сложность процесса измерения, связанная с большим количеством измерительной аппаратуры и записи виброграмм, измерения по ним амплитуд, вычисления и низкая точность резуль- 25 татов прн интенсивных затуханиях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения коэффициента затухания колебаний, содержащее возбуди- 3Q тель колебаний, вибропреобразователь перемещений и подключенный к нему осциллограф (21 .

Однако известное устройство не по-. зволяет производить непосредственный отсчет коэффициента затухания, имеет значительную времяемкость измерительного и вычислительного процесса и малую производительность.

Целью изо брет ения является повышение оперативности измерений. 40

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения коэффициента затухания колебаний, содержащее возбудитель колебаний, внбропреобразователь перемещений и подклю- 45 ченный к нему осциллограф, снабжено двумя взаимно перпендикулярными направляющими с микрометрами и размещаемым на экране осциллографа транспарантом, выполненным из прозрачного материала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями, расстояние между крайними из ко.торых в 2,72 раза больше, чем расстояние между нижней и промежуточной линиями, и кривой обратной пропорциональности текущего времени.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения коэффи- 60 циента затухания содержит возбудитель 1 колебаний, вибропреобразователь 2 перемещений, подключенный к нему осциллограф 3 с двумя взаимно перпендикулярными направляющими 4 и

5 с микрометрами 6 и 7 и размещаем на экране 8 осциллографа 3 транспарантом 9, выполненным из прозрачного материала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями 10-12 (верхний, средний и нижний уровни соответственно), расстояние между уровнями 10 и 12 из которых в е 2,72 раз больше, чем расстояние между средним 11 и нижним 12 уровнями, и кривой 13 обратной пропорциональности текущего времени. Вибропреобразователь 2 подключен к осциллографу 3 через переключатель 14.

Передвижные микрометры б и 7 имеют стрелочные удлиненные указатели 15 и

16, соответственно перекрывающие, поверхность транспаранта 9. Направляющие 4 и 5 и транспарант 9 закреплены на раме 17, которая в свою оче-. редь расположена на горизонтальной направляющей 18, прикрепленной к осциллографу 3.

Устройство работает следующим образом.

Для воспроизведения затухающих колебаний на экране осциллографа 3 переключатель 14 из положения 1, в котором возбудитель 1 колебаний (генератор) возбуждает колебания вибропреобразователя 2, переключается в положение II при котором возбудитель

1 отключается, и одновременно на экране осциллографа 3 воспроизводятся затухающие колебания, например кривая 19, Визуально представляемая огибающая (экспонента) 20, проведенная через экстремумы кривой 19 затухания, пересекает верхний 10 и средний ll ,уровни, а перемещением рамы 17 вдоль

/ горизонтальной направляющей 18 устанавливают начало отсчета микрометров 6 и 7 в точку начала отсчета текущего времени на нулевой линии кри вой 19 затухания, т. е. смещают начало осей координат для кривой 13 обратной пропорциональности в точку, находящуюся на одной вертикальной прямой с точкой пересечения огибающей 20 с верхним уровнем 10. Начало отсчета текущеГо времени, в течение которого ордината огибающей 20 уменьшается с уровня 10 до уровня 11, начало координат осей абсцисс и ординат и начало отсчетов микрометров б и 7 в исходном положении для отсчета коэффициента затухания находятся в одной общей точке, При записи. затухающих колебаний усилением по вертикали и разверткой по горизонтали кривая 19 затухающего колебательного процесса (или часть кривой) оптимально размещается в пределах экрана. При этом длительность одного сантиметра горизонтальной развертки и цена деления на оси абс1093909 1 п =n Е

1 и собственную частоту затухания и 8 цисс задается равной 10- с/см, где

m = -1; 0;, 1; 2; 3 и определяет развертку, при которой в наилучших условиях можно произвести отсчет, т.е, выбирается наибольшая проддлжительность развертки, при которой огибаю5 щая 20 пересекае- уровни 10 и 11. Кривая 13 обратной пропорциональг ности отображается на транспаранте в масштабе 10:1. Для более точного отсчета коэффициента затухания в начальной и конечной ча ти шкалы на оси ординат кривую обратной пропорциональности дополнительно на транспаранте задают в масштабах 1:1, 50:1, 100:1, тогда цена деления на оси ор- 15 динат равна 10 1 с- /см.

После воспроизведения затухающих колебаний на экране осциллографа 3 раму 17 перемещают вдоль направляющей 18 до наложения точки пересече- 70 ния верхнего уровня 10 с осью ординат на огибающую 20 (кривую). Стрелочные указатели 15 и 16 с микрометрами б и 7 перемещают вдоль направляющих 4 и 5 до пересечения в точке, 75 . где кривую 13 обратной пропорциональности пересекает вертикальный стрелочный указател-. 15, перекрывающий точку пересечения среднего уровня 11 с визуально представляемой огибающей

20. Показание микрометра 7 на горизонтальной направляющей с учетом времени горизонтальной развертки (значение m), соответствует времени за которое огибающая, определяемая экстремальными значениями амплитуд затухающих колебаний, проходит за данные два уровня 10 и 11. Показание микрометра б на вертикальной направляющей .4 с учетом величины m соответствует величине определяемого коэф- -40 фициента затухания. Так как цены делений координатных осей заданы

10 с/см и 10 с /см, а степень

m отображает в каком масштабе сделан выбор длительности развертки и отоб- 45 ражение кривой обратной пропорциональности и цифровые показания микрометров совпадают с показаниями стрелочных указателей на осях транспаранта 9,то отсчет по микрометру дает циф50 ровое значение, а учет величины щ позволяет определить знак за запятой для выявления целой и дробной частей числа, При быстропротекающих процессах яркость высвечиваемого изображения на на экране осциллографа сравнительно небольшая, поэтому при установке положений стрелочных указателей на соответствующие положения используется тубус.

Если показание микрометра 7 на горизонтальной направляющей 5 соответствует времени затухания t (коэффициент затухания S =1/t.) и экстремальные значения кривой 19 затухания достаточно янно выражены на экране осциллографа 3, то микрометром удобно измерить время t" в течение которого совершается п полных циклов и вычислить число циклов за время затухания t т .е.

t п п

t логарифмический декремент затухания

При затухании колебаний, происходящем в один или несколько циклов, визуально представляемая огибающая

20, проводимая через экстррмуьи кривой 19 затухания, экстраполируется до пересечения верхнего 10 и среднего 11 уронней.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить оперативность измерения параметров колебатель ных систем, производить непосредствен ный отсчет коэффициента затухания, увеличить достоверность и надежность результатов измерений.

По практически проведенным испытаниям устройство позволяет измерять коэффициейт затухания в диапазоне

0,1-20,0 с, логарифмический декреьюнт затухания 1-0,004 в диапазоне частот колебаний систем 4-3300 Гц.

1093909

Составитель Н. Долгова

Редактор О.Черниченко Техред Т.Маточка Корректор А.Ференц

Заказ 3412/33 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4