Устройство для определения резонансной частоты объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения резонансной частоты за счет учета скорости изменения частоты развертки частоты генератора в противоположных направлениях. Блок 1 развертки частоты осуществляет линейное увеличение частоты с выхода генератора 2, сигнал поступает на вибростенд 5. При равенстве значения частоты началу частотного диапазона срабатывает частотно-зависимый переключатель 22, который разрешает блоку 23 подсчет импульсов генератора 25 счетных импульсов. При изменении частоты возбуждения срабатывает индикатор 11, изменяется направление развертки, а в первом 23 и втором 24 блоках счета импульсов подсчитывается число импульсов N<SB POS="POST">1</SB> и N<SB POS="POST">2</SB>, пропорциональное скорости увеличения или уменьшения частоты возбуждения. В числительном блоке 16 вычисляется значение резонансной частоты объекта по формуле F<SB POS="POST">0</SB>=N<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>F<SB POS="POST">01</SB>+N<SB POS="POST">2</SB><SP POS="POST">.</SP>F<SB POS="POST">02</SB>/N<SB POS="POST">1</SB>+N<SB POS="POST">2</SB>, где F<SB POS="POST">01</SB>, F<SB POS="POST">02</SB> - значения резонансных частот соответственно при увеличении и уменьшении частоты возбуждения. 3 ил.

СО 03 СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

А1 (gy) g С 01 Н 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4603351/24-?8 (22) 09.11.88 (46) 30-,10.90.Бюл, Р 40 (71). Институт проблем машиностроения

ЛЦ УССР (72) A.Е.Божко, Е,А.Личкатый и З.A.Èbàíoâà (53) 621.317.762 (088.8) (56, Авторское свидетельство СССР

1?54310, кл. C 01 ц 1/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГ(РЕ)!ЕЛЕНИЯ PE30lIAHCfl011 ЧАСТОТЫ ОБЬЕКТА (57) 11эобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения по.;ьпление точности измерения резонанс.= ной частоты эа счет учета скорости изменения частоты развертки частоты генератора н противоположных направлениях. Блок 1 развертки частоты осуцествляет линейное увеличение частоты с выхода генератора 2, сигнал

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения динамических характеристик объектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения реэонансноч частоты объекта "-.="! счет учета скорости изменения частоты;развертки генератора

B IIpoTHBoIIoIIoæíûõ направлениях.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — структурная

„„80„„16оз195

2 поступает на вибростенд 5. При равенстве значения частоты началу частотного диапазона срабатывает частотозависимый переключатель 22,.который разрешает блоку 23 подсчет импульсов генератора 25 счетных импульсов, При изменении частоты возбуждения срабатывает индикатор 11, изменяется направлс.нпе развертки, а в первом 23 и втором 24 блоках счета импульсов подсчитывается число импульсов и, и п>, пропорциональное скорости увеличения или уменьшения частоты возбуждения. В вычислительном блоке

l6 вычисляе;ся значение резонансной частоты объекта по формуле п f0<+ n2 f0 0

0 в и! + п2

f g > — значения резонансных частот соответственно при увеличении и уменьшении частоты возбуждения. 3 ил. схема блока счета импульсов; на фиг.3 амплитудно-частотные ххарактеристики объекта, поясняющие работу устройства °

Устройство для определения резонансной частоты объекта содержит по следовательно соединенные блок 1 развертки частоты, генератор 2, регуля- тор 3 амплитуды, усилитель 4, вибростенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом 6 H установленными на вйбростенде 5 и на объекте 6 виб1603195 ропреобразователями 7 и 8, два согласующих усилителя 9 и 10 и индикатор

11, входами подключенный к выходам . соответствующих согласующих усилите лей 9 и 10, а входы последних соединены с выходами соответствующих вибропреобраэователей 7 и 8. Кроме того, устройство содержит преобразоI ватель 12, входом подключенный к выходу первого согласующего усилителя

9, а выходом — к второму входу регу лятора 3 амплитуды; Устройство снабжено также последовательно соединеннЬжи измерителем 13 частоты, первым запоминающим блоком .14, мультиплексором 15, вычислительным блоком 16 и регистратором 17, причем первый вход мультиплексора 15 соединен с вторым выходом вычислительного блока 16, вторым запоминающим блоком 18, входом соединенным с выходом измерителя 13 частоты, выходом — с третьим входом мультиплексора 15. с вторым входом которого соединен выход первого запоминающего блока 14, последовательно соединенными первым формирователем 19 импульсов и блоком 20 управления разверткой, выход которого соединен с входом блока 1 развертки частоты, вторым формирователем 21 импульсов, входом соединенным с вхо" дом первого формирователя 19 импульсов и выходом индикатора 11, второй вход которого соединен с входом измерителя 13 частоты, выход второго. формирователя 21 импульсов соединен с вторым входом второго запоминающего блока 18, а второй вход первого запоминающего блока 14 соединен с выходом первого формирователя 19 им- пульсов. Кроме того, устройство содержит частотозависимый переключатель 22. вход которого соединен с выходом генератора 2, первый блок 23 счета импульсов, выход которого соединен с четвертым входом мультиплексора 15, первый вход - с первым выходом частотозависимого переключателя 22, второй блок 24 счета импуль-сов, выход которого соединен с пятым входом мультиплексора 15, второй вход — с вторым выходом частотоэависимого переключателя 22 первый. вход объединен с вторым входом первого блока 23 счета импульсов, вторым входом первого запоминающего блока

14, входом первого формирователя

19 импульсов и входом блока 20 уп10

3G

55 равления разверткой, а третий вход объединен с третьим входом первого блока 23 счета импульсов и является входом установки нуля, и генератор

25 тактовых импульсов, выход которого соединен с четвертыми входами первого 23 и второго 24 блоков счета импульсов.

Каждый из блоков 23 и 24 счета импульсов образуют элемент ИЛИ 26, RS-триггер 27, элемент И 28 и суммирующий счетчик 29, выход которого является информационным входом мультиплексора 15, а первый вход соединен с выходом элемента И 28, первый вход которого является счетным входом и соединен с выходом генератора 25, тактовых импульсов, а второй вход соединен с выходом RS-триггера 27, S-вход которого является разрешающим входом, а R-вход соединен с выходом элемента ИЛИ 26, первый вход которого является входом остановки, а второй вход объединен с вторым входом суммирующего счетчика 29 и является входом установки нуля.

Устройство работает следующим образом.

По команде "Установка нуля" обеспе- . чивается исходное состояние элементов блоков, входящих в устройство.

Затем. блок 1 развертки частоты осуществляет максимально возможное для генератора 2 линейное увеличение частоты с выхода генератора 2, Через регулятор 3 амплитуды и усилитель . 4 мощности сигнал поступает на вибро- . стенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом 6. При этом в момент равенства.вначенйя частоты началу частотного диапазона Е„ (фиг.3) срабатывает частотозависимый переключатель 22 и на его втором выходе по-; является сигнал, разрешающий отсчет числа импульсов, поступающих на .первый вход первого блока 23 счета им" пульсов с выхода генератора 25 так" товых импульсов. Сигнал с вибропреобразователя 7 поступает через согласующий усилитель 9, и преобразователь 12 на управляющий вход регулятора 3 амплитуды, образуя контур стабилизации уровня возбуждения, Гармонические сигналы с выходов вибропреобразователей i и 8 через согласующие усилители 9 и 10 поступают на индикатор 11. В случае совпа- . дения частоты возбуждения с часто11

0 г.,+ и

Устройство для определения резонансной частоты объекта, содержащее последовательно соединенные блок развертки частоты, генератор, регулятор амплитуды, усилитель и вибро55 стенд с установленным на нем испытуемьм объектом и устанавливаемыми на вибростенде и объекте соответственно первым и вторым вибропреобразователями, первый и второй согласуюS 160 той собственного резонанса объекта 6

Ф амплитуда вибрации последнего резко возрастает, а фаза колебаний изменяется на пп/2, что вызывает изменение уровня напряжения на выходе индикатора 11. Однако при большой скорости развертки частоты в районе резонанса амплитуда и фаза колебаний не успе= вают сразу нарасти до установившегося значения вследствие высокой добротности объектов. Поэтому значение резонансной частоты fð, (фиг.3), при котором срабатывает индикатор 11, с получается на некоторую величину (Ag<) больше действительного зчачения f1,. При,этом на выходе индпкатора 11 изменяется уровень напряжения постоянного тока с высокого на низкий, что вызывает срабатывание пер— вого формирователя 19 импульсов, который формирует импульс требуемой длительности для введения в запоминающий блок 14 значения частоты К с выхода измерителя 13 частоты. Одновременно импульс с выхода первого формирователя 19 импульсов поступает на блок 20 управления разверткой, который изменяет направление развертки частоты на обратное, останавливает счет первого блока 23 счета импульсов, в котором фиксируется число импульсов и,, разрешает счет второму блоку 24 счета импульсов, на вход которого также поступают импульсы с генератора 25 тактовых импульсов, При таком изменении частоты возбуждения также срабатывает индикатор 11, а значение резонансной частоты f<2 оказывается ниже действительного ЬГ (фиг.3). Изменение в этом случае напряжения на выходе индикатора 1 1 с низкого уровня на высокий вызывает срабатывание второго формирователя 21 импульсов, по выходному импульсу которого осуществляется введение во второй запоминающий блок 18 значения частоты f с выхода измерителя i3 частоты.

Дальнейшее уменьшение частоты до значения, определяющего начало диапазона,отсчета (Е ) вызывает переключение частотозависимого переключателя 22 и появление импульса на его первом выходе, по которому останавливается счет второго блока 24 счета импульсов и фиксируется числО импульсов п .

Так как скорость развертки частоты генератора 2 в прямом и обратном

3195 6 направлениях различается, то величина смещения максимума g F k 6 F (фиг.3) и частота f определяется по формуле

10 Для этого с второго выхода вычислительного блока 16 на адресный . вход мультиплексора 15 подаются соответствующие коды, обеспечивая последовательный ввод с входов 2 — 5 муль15 типлексора 15 значений f«,f0,n< и и, после чего осуществляется

2 вычисление резонансной частоты Йо, которая фиксируется регистратором

17.

Н"". счетный вход каждого из блоков

2 и 24 счета импульсов поступают импульсы с генератора 25 тактовых импульсов. Заполнение суммирующего счетчика 29 осуществляется после сра25 батывания RS-триггера 27 по разрешающему сигналу, поступающему на первый вход блока счета импульсов. Остановка суммирующего счетчика 29 происходит после переключения RS-тригге30 ра 27 по сигналу остановки, поступающему на-второй вход блока счета им пульсов, Установка исходного состояния блоков 23 и 24 счета импульсов осуществляется по команде "Установка

35 нуля" поступающей на R-вход RS-триггера 27 через схему ИЛИ 26 и на вход установки в "0" суммирующего счетчика, Таким образом, применение устрой40 ства для определения резонансной частоты объекта с учетом различия скоростей развертки частоты в прямом и обратном направлениях позволяет повысить точность измерения и обеспечивает возможность автоматизации этого процесса., Формула изобретения

1603195

10 щие усилители, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго вибропреобраэователей, индикатор, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго согласующих усилителей, последовательно соединенные измеритель частоты и первый запоминающий блок, .последовательно соединенные первый формирователь импульсов и блок управления разверткой, выход которого соединен а входом блока развертки частоты, последовательно соединенные второй формирователь импуль — 15 сов и второй запоминающий блок, последовательно соединенные вычислительный блок и регистратор, преобразователь, вход которого соединен с выходом первого согласующего усилителя и входом измерителя частоты, а ,вход - с вторым входом регулятора . амплитуды, выход индикатора соединен с входами первого и второго формиро.вателей импульсов, второй вход пер- 25 вого запоминающего блока соединен с, выходом первого формирователя импульсов, первый вход второго запоминающего блока « с первым входом первого запоминающего блока, о т л и — g0 ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью .-.. повышения точности определения резонансной частоты объекта, оно снабже-.. но мультиплексором, генератором тактовых импульсов, частотозависимым переключателем, первым и вторым блоками счета импульсов,,первый вход мультиплексора соединен с выходом вычислительного блока, второй входс выходом первого запоминающего бло-. ка, третий вход — с выходом второго запоминающего блока, четвертый вход— с выходом первого блока счета импульсов, пятый вход — с выходом второго блокй счета импульсов, а выход — с входом вычислительного. блока, вход частотозависимого переключателя соединен с выходом генератора, первый выход - с первым входом первого блока счета импульсов, второй выход - с вторым входом второго блока счета импульсов, первый вход которого соединен с вторым входом первого блока счета импульсов, входом блока управления разверткой, выходом первого Формирователя импульсов, вторым входом первого запоминающего блока, третий вход объединен с третьим входом первого блока счета импульсов и является входом установки нуля, а четвертый-вход объединеН с четвертым входом первого блока счета импульсов и выходом генератора тактовых импульсов.

1603195

Составитель 0 Несова

Техред М.Дидык, Корректор С.Черни

Редактор А.Огар

Заказ 3377

Тираж 413

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101