Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции

 

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции относится к учебным и наглядным пособиям по механике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности исследования автоколебательного режима на частотах, кратных частоте собственных колебаний конструкции. Цель достигается тем, что устройство снабжено делителем частоты, вход которого подключен к выходу блока формирования управляющих импульсов, один выход подключен к входу усилителя магнитоэлектрического преобразователя, а другой - к пятому входу блока регистрации, причем магнитоэлектрический преобразователь снабжен датчиком амплитуды колебаний конструкции. 5 ил.

(! 9) (! I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1536428 (21) 4634273/24 (22) 09,01.89 (46) 07.08,91. Бюл, М 29 (72) В.А. Нестеров, В.П. Сизов, С.И. Тимофеев, А.А, Чернов и К.В. Алексеев (53) 658.386(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР й. 1536428, кл. G 05 В 23/06, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

И ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции относится к учебным и наглядным пособиям по мехаИзобретение относится к учебным приборам по механике и является усовершенствованием известного устройства по авт.с8.

М 1536428.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет воэможности исследования автоколебательного режима на частотах, кратных собственным колебаниям конструкции.

На фиг. 1 представлено устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции, общий вид; на фиг. 2 — магнитоэлектрический преобразователь; на фиг. 3 — блок модуляции излучения; на фиг.

4- фотоприемник; на фиг. 5 — формирования управляющих импульсов.

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции содержит основание 1, установленные на основании опоры 2 и 3, установленную на опорах балку

4, оптический квантовый генератор 5 снабнике. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства за счет возможности исследования автоколебательного режима йа частотах, кратных частоте собственных колебаний конструкции. Цель достигается тем, что устройство снабжено делителем частоты, вход которого подключен к выходу блока формирования управляющих импульсов, один выход подключен к входу усилителя магнитоэлектрического преобразователя, а другой — к пятому входу блока регистрации, причем магнитоэлектрический преобразователь снабжен датчиком амплитуды колебаний конструкции.

5 ил. жен оптической системой для подвода иэлучения к поверхности конструкции 4, включа- Ф ющей блок 6 модуляции и коллиматор 7, Кроме того, устройство содержит блок 8 регистрации (например, многоканальный ос- а циллограф типа Н вЂ” 117), фотоприемник 9 и ()», оптическую систему подвода отраженного 0 от конструкции 4 излучения генератора 5 к фотоприемнику 9, включающую кьллиматор

10 и интерференционный фильтр 11, настроенный на длину волны излучения генерато- 0 ра 5. Выход фотоприемника 9 подключен к 4 входу блока 12 формирования управляющих импульсов. Источник механических колебаний содержит усилитель 13 и магнитоэлектрический преобразователь 14, при этом магнитоэлектрический преобразователь снабжен толкателем 15 и диффузором 16. Блок 6 модуляции содержит электрооптический модулятор17 с источником напряжения смещения рабочей точки модулятора 18.

1668967

Фотоприемник 9 (фиг, 4) содержит генератор 19, фотоэлектронный умножитель 2О, блок 21 питания и усилитель 22. Блок 12 формирования управляющих импульсов содержит амплитудный детектор 23, активный фильтр 24, блок 25 преобразования сигнала е прямоугольные импульсы, генератор 26 электрических импульсов. Кроме того, устройство содержит делител ь 27 частоты„датчик 28 амплитуды колебаний конструкции и усилитель 29.

Устройство для демонстрации и исследования кОлебаний кОнструкции работает

СЛЕДУЮЩИМ 06P330f4.

Запускают оп-гический квантовый генератор 5, его излучение, модулированное по амплитуде блоком 6 модуляции, с помощью коллиматора 7 подводится к поверхности конструкции 4 (модуляция осуществляется с помощью модулятора 17 с подключенным к нему генератором 19 для обеспечения возможности усиления сигнала, несущего полезную информацию о колебаниях конструкции 4 с помощью узкополосного усилителя 22). Излучение оптического квантового генератора 5 модулируется по амплитуде колеблющейся поверхностью конструкции

1 пои вкла :ении Опти"еского KBBHTCBo "0 ге:."ератора 5 подается пврвый импульс на

$" .;,! !«iìT8 ь ". 3 и магнитоэлектрический преобразователь 4 источника механических колебаний), Отраженное излучение генерагор 5 с помощь: оппи-:еской системы (колл яматора 1О .ч ин; е рферен цинян ного фильтра 1 i, настроенно;О на длину Волны излучения оптического квантового генератора 51 подводится к Фотоприемнику 9, где сиГнал усиливается с помощью узкополоснсго усилителя 22, и годается на блок 12 формирования управляющих импульсов, а также Н3 блок 8 регистрации для контрОля качества принимаемого сигнаг а.

В блоке формирования управляющих импульсов сигнал поступает на амплитудный детектор 23, с выхода которого снимастся сиГнэл, содержаший инфОдмяцию О частоте, амплитуде и фОрме Ko>чебаниЙ конструкция (поступает на блок 8 регистраЦии) .. тот сиГнвл представляе собой периОдическую функцию Времени, близкую к

Синуспиральной. Чтобы устоанить Влияние

Высших гармоник на формирование управр«-: ожих импульсов, В блок ВВеден Чере5 i0 !

О

3Г, 4п

4К

5О страиваемый активный фильтр 24. Сигнал с него преобразуется в пропорциональные импульсы с помощью усилителя-ограничителя 25 и генератора 26 электрических импульсов, Импульсы с блока 12 поступают на делитель 27 частоты, с выхода которого при исследовании конструкции с высокими частотами собственных колебаний можно получать импульсы с частотой, например, в два раза меньшей, чем на входе в делитель 27 (сигнал с выхода делителя контролируется с помощью блока регистрации). Импульсы с выхода делителя 27 поступают на вход усилителя 13, а затем — на вход магнитоэлектрического преобразователя 14, последний посредством толкателя

15 взаимодействует с конструкцией 4.

Таким образом, момен времени подвода механической энергии к конструкции 4 определяется параметрами колебаний этой конструкции. При этом, если исследуются конструкции с высокими частотами собстВенных колебаний, при работе делителя 27 воздействие толкателя 15 на конструкцию осуществляется в такт с ее колебаниями, наг ример, через раз. При взаимодействии толкателя 15 с конструкцией датчик 28 re".åðèðóåò сигнал. пропорциональный величине воздействия, который усиливается с помощью усилителя 29 и регистрируется блохом 8 регистрации. Все это в совокупности с возможностью регулировать величину сильг Воздействия путем регулирования напряжения на усилителе 13 позволяет исследовать влияние величины воздействующей силы на колебания конструкции.

Фор,ула изобретения

Устройство для демонстрации и исследования колебаний хонстоукции по авт,св, ¹i1,536428,0òë и ч ающееся тем, ««Т0, с целью расширения функциональных возможностей ус ройства за счет возможlocTN исследования автоколебательног0 режима на частотах, кратных собственных колебаниям конструкции, в устройство введен датчик амплитуды "îëåáàíèé конструкции, выход которого соединен с пятым

Входом блока регистрации, а второй выход блока формирования управляющих импульсов соединен с источником механических колебаний через делитель частоты, выход которого соединен с шестым входом блока регистрации.

1668967

1668967

Составитель O.Болдырев

Техред M.ÌoðãåíTàë Корректор М,Демчик

Редактор N,Шулла

Заказ 2654 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !13035, москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5

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