Устройство для измерения комплексных частотных характеристик колебательных систем

 

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано при измерении -комплексных частотных характеристик различных колебательных систем. С целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения использования различных механических возбудителей, в том числе и имеЕощихся на объекте штатных возбудителей ударного действия , в устройство, содержащее цифровой спектроанализатор 1, арифметический блок 2, регистратор 3, ударный возбудитель 4 колебательной системы, входной датчик 6 и выходной датчик 7 колебаний системы, делитель 9 частоты , введены датчик 5 частоты ударов и умножитель 8 частоты. Датчик 5 частоты ударов формирует электрический сигнал с частотой, равной частоте ударов возбудителя 4, Этот сигнал, имеющий естественную нестабильность, используется для синхронизации и накопления информации о комплексной частотной характеристике системы. Арифметический блок 2 выполняет операцию усреднения комплексных спектров выборок входных и выходных сигналов и вычисления комплексной частотной характеристики колебательной системы путем делен ия усредненных комплексньп: спектров. При этом в качестве возбудителя может быть использован любой механизм с естественной нестабильностью частоты вибрации, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 С 01 Н 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3747593/24-28 (22) 09.02.84 (46) 07,08,87, Бюл, Ф 29 (72) В.В.Глушков, Ю.М.Елохин, М.Н.Кузмичев, В.Т.Ляпунов и Ю.П,Медведев (53) 534.612.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 662821, кл. С 01 Н 3/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И -879325, кл. G 01 Н 3/08, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано при измерении -комплексных частотных характеристик различных колебательных систем. С целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения использования различных механических возбудителей, в том числе и имеющихся на объекте штатных возбудителей ударного действия, в устройство, содержащее цифровой спектроанализатор 1, арифметический блок 2, регистратор 3, ударный возбуди ."ель 4 колебательной системы, входной датчик 6 и выходной датчик 7 колебаний системы, делитель 9 частоты, введены датчик 5 частоты ударов и умножитель 8 частоты. Датчик 5 частоты ударов формирует электрический сигнал с частотой, равной частоте ударов возбудителя 4. Этот сигнал, имеющий естественную нестабильность, используется для синхронизации и накопления информации о комплексной частотной характеристике система.

Арифметический блок 2 выполняет опе- д рацию усреднения комплексных спектров выборок входных и выходных сигналов и вычисления комплексной частотной характеристики колебательной С системы путем деления усредненных комплексных спектров. При этом в качестве возбудителя может быть использован любой механизм с естественной нестабильностью частоты вибрации, 3 ил. разом.

Ударный возбудитель 3 создает в испытуемой системе 10 механические колебания, регистрируемые датчиками

6 и 7, сигналы которых поступают на входы цифрового анализатора 1.

Датчик 5 частоты ударов, механически связанный с возбудителем 4, формирует электрический сигнал с час55

13286

Изобретение относится к виброиз-мерительной технике и может быть использовано при измерении комплексных частотных характеристик различных колебательных систем, например корпусов транспортных средств с виброи звукопоглощающими и звукоизолируюшими устройствами, при измерении механических импедансов и т.д, 10

Пель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения использования различных механических возбудителей, в том числе имеющихся на объек»15 те штатных механизмов ударного действия, На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства на фиг,2 график амплитудного спектра сигнала, 20 полученного без синхронизации процесса анализа вибраций колебательной системы; на фиг. 3 — график амплитудного спектра сигнала на выходе устройства. Z5

Устройство содержит цифровой спектроанализатор 1, арифмический блок 2, регистратор 3, ударный возбудитель 4 колебательной системы, датчик 5 частоты уцаров, входной дат в Зб чик 6 колебаний системы. выходной датчик 7 колебаний системы, умножитель 8 частоты и делитель 9 частоты.

Выход цифрового спектроанализатора 1 подключен через арифметический блок 2 к входу регистратора 3, Возбудитель 4 ударного типа, на оси которого расположен датчик 5 частоты уда— ров, сочленен с испытуемой колебательной системой 10., на которой закрепле- 40 ны входной 6 и выхоцной 7 датчики колебаний, выходы которых соединены с входами цифрового анализатора 1, Выход датчика 5 частоты ударов через умножитель 8 частоты соединен с вхо- 45 дом внешней частоты дискретизации цифрового анализатора 1 и через делитель 9 частоты с входом внешнего запуска анализатора 1.

Устройство работает следующим об- 5О

С . тотой, равной частоте ударов. Этот сигнал поступает на вход умножителя

8 частоты, на выходе которого создается сигнал с частотой„ равной произведению частоты ударов на множитель, опрецеляемый требуемой частотой дискретизации цифрового анализатора 1.

Сигнал с датчика 5 частоты ударов также поступает через делитель 9 частоты на вход внешнего запуска цифрового анализатора 1 для создания режима синхронного накопления с периодом, кратным периоду низшей частоты спектра ударного возбудителя 4. Результаты анализа поступают на регистратор 3 через арифметический блок 2, выполняющий операции усреднения комплексных спектров выборок входных и выходных сигналов и вычисления комплексной частотой характеристики колебательной системы путем деления усредненных комплексных спектров, В качестве ударного возбудителя с естественной нестабильностью может применяться, например, молоточковый вибратор, представляющий собой набор ударных молотков, опускаемых последовательно механическим прерывателем при вращении электродвигателя с естественной нестабильностью частоты вращения.

Могут также применяться различные механизмы, например поршневые компрессоры, дизели, обладающие дискретным (ударным) характером протекающих процессов возбуждения и естественной нестабильностью частоты.

Высокая помехозащищенность измерений по отношению к шумовой помехе достигается применением комплексного осреднения измеряемых спектров, т,е, использованием синхронного накопления, По отношению к синусоидальной помехе также цостигается высокая помехозащищенность, однако не применяется специальный генератор, модулирующий одновременно частоты дискретизации и возбуждения, а используется естественная нестабильность частоты вращения возбулфающего механизма.

На фиг. 3 видно, что большой уровень помех типа белого шума не позволяет уверенно выявить гармоники сигнала возбуждения„ Использование синхронного накопления (усреднения з

13285 синхронизированных комплексных спек t— ров позволяет cóùåcòâåííã. подавить влияние помех и выявить гармоники сигнала возбуждения (фиг. 4). Следовательно, обеспечивается высокая поЬ мехозащищенность измерения комплексной частотной характеристики на -армониках сигнала возбуждения.

Формула из обретения 10

Устройство для измерения комплексных частотных характеристик колебательных систем, содержащее цифровой спектроанализатор, арифметический блок, регистратор, ударный возбудитель. колебательной системы, делитель частоты, входной и выходной датчики колебаний системы, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам цифрового све, выход которого через арифметический блок подключен к входу регистратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен умножитель частоты и датчик частоты ударов, механический вход которого подключен к выходу ударного возбудителя колебательной системы, сигнальный выход датчика частоты ударов через умножитель частоты подключен к входу частоты дискретизации цифрового спектроанализатора,а через целитель частоты подключен к входу внешнего запуска цифрового спектроанализатора, 1328685

Составитель В.Подолян

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Редактор 0,10рковецкая

Заказ 3476/44

Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4