Устройство для измерения нараметров колебательной системы

 

aaTr

Ф

Союз Советский

Социапастимвских

Рватублик

o nucA

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

М. Кл. G Olh 1/06

Заявлено 04,1.1970 (№ 1390398/18-10) с присоединением заявки ¹

Госуда рствеииый комитет

Саввтв Мииистров СССР во делам иааоретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 6Х.1974

УДК 621.,317.352 (088.8) Автор изобретения

A. А. Балодис

Заявитель

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретен»с относится к акустическому приборостроению.

Устройство предназначено для измерения акустических параметров образца материала и может найти применение при измерениях параметров других механических и электрических колебательных систем.

Известны устройства для измерения параметров колебательной системы, например образца материала, содержащие тракты возбуждения и приема колеоаний, дополнительный генератор и электронно-лучевой индикатор.

Предлагаемое устройство отличается от извсстных тем, что оно снабжено блоком относительной расстройки частоты с отсчетом всличины расстройки, который подключен к тракту возбухкдения, а дополнительный генератор выполнен перестраиваемым в диапазоне частот. Дополнительный генератор снабжен делителем частоты, выход которого соединен с одним из входов индикатора. Блок относитсльной расстройки снабжен автоматически» регулятором. Шкала блока относительной расстройки частоты может быть проградуирована и единицах декремента»ли в единицах коэффициента Пуассона.

Такое выполнение устройства повышает точность измерений.

Блок-схема устройства изображена на чертеже.

Устройство c0lcp»iffT Tp2117 f if 2, соотlicTcTBckllIo возбужден»я li приема колсбан»й исследуемой колебательной системы 3, электроннолучевой индикатор 4, устройство 5 для относительной расстройки частоты с автоматическим регулятором 6, дополнительный генератор 7 с делителем 8 частоты, измеритель

9 отношения частот и переключатели 10 — 17.

Колебательная система 3 возбуждается

10 трактом 1, и ее колебания принимаются трактом 2. Стационарные колсбан»я системы 3»огут быть вынужденными либо автоколебательными в зависимости от режима работ тракта 1. В первом случае частоту колебаний с»15 стсмы 3 определяет перестраиваемый генератор тракта 1, во втором — значение собственной частоты системы 3. При этом обратная связь между трактом 2 и усилителем тракта

1 замыкается переключателем 10.

20 Логарифмический декремент затухания измеряют в режиме вынужденных колсоан»й системы 3. Частоту тракта 1 выбирают равной собственной частоте системы 3, например по максимуму амплитуды ес колебаний, контро25 лируемой по экрану индикатора 4 прн замкнутом положении перси;початслсй 11 и 14. Далее между резона»сш1й частотой c»cтсмы 3» I;1стотой сигнала генератора 7 илп дел»тсля частоты 8 пр» замкнутом положен»» гсрсключа30 телей 11 и 12 илп 13 по экрану»ндикатора 4

309628 устанавливают выбранную кратность частот, После этого частоту тракта 1 расстраивают с помощью устройства 5 и по фигурам Лиссажу проверяют шкалу расстройки, а при необходимости ее корректируют. Логарифмический декремент затухания системы 3 определяют, устанавливая устройством 5 частоты соответствующие определенным изменениям амплитуды колебаний системы 3 до и посл е резонанса, н апример до 0,5 резонансной амплитуды. Декремент 6 получают непосредственно из отсчитанных по шкале расстройки двух величин в соответствии с формулой

Р++ г РФ3 !/3 где р+ и р — — относительные расстройки частоты. При измерении декремента также можно задаваться определенными изменениями фазового сдвига сигналов трактов 1 и 2 отпоситсльно его резонансного значения. При измерении декремента можно и амплитуду колебаний системы 3 поддержать постоянной, и задаваться определенными изменениями

aìïëèTóäû возбу>кдаюшего сигнала тракта 1.

Резонансная кривая системы 3 может быть автоматически записана двухкоординатным самописцем (на черте>ке не показан), на один вход которого подается сигнал от тракта 2, а на другой — сигнал, пропорциональный величине относительной расстройки частоты, снимаемый с устройства 5. По графику резонансной кривой в дальнейшем можно определять значения декремента.

Когда допустимая погрешность отсчета декремента меньше погрешности градуировки шкалы расстройки устройства, можно обойтись и без калибровки шкалы расстройки.

Для особо точного отсчета значения декремента может быть использован точный измеритель отношений частот. В качестве измерителя 9 отношения частот могут быть использованы электронные частотомеры, построенные по схеме пересчетных устройств, управляющий вход которых целесообразно снабдить дополнительн ым делителем частоты. Измеритель 9 подключают переключателями 17 и 15 или 16.

При определении коэффициента Пуассона систему 3 возбуждают в режиме вынужденных или автоколебаний на частоте Резонанса, например продольных колебаний образца, с которой частоту генератора 7 в замкнутом положении переключателей 11 и 12 или 13 настраивают по индикатору в выбранной кратности.

Далее систему 3 возбуждают на резонансной частоте крутил ьных колебаний, и частоту перестраиваемого генератора тракта 1, настроенного на резонансной частоте крутиль.,ых колебаний, регулируют с помощью блока 5 расстройки до получения на экране индикатора 4 неподвижной фигуры Лисса>ку известной кратности.

Коэффициент Пуассона р. получают из кратности частот, сравниваемых па экране инднкaтора 4, и отсчета по шкале расстройкп бдо1:a

5 в соответствии с соотношение.;

10 n р =0,5 — ) (1+ р) — 1

m б. fà где и= ; т=

foe fan

fg — частота дополнительного генератора;

f,J, — резонансная частота крутильных колебаний;

f, — резонансная частота продольных колебаний; р — величина относительной расстройкн.

При апредел еиной кратности частот и;,a.аа расстройки может быть отградуирована непосредственно в единицах коэффициента Пуассона.

Аналогичным образом могут быть определены и другие параметры системы 3, полученные из отношений частот.

Для точного определения абсолютного значения собственных частот гснсратор 7 может содержать подключасмый контур, стабилизнрован ный кварцем.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения парамстроп колебательной системы, например образца материала, содержащее тракты возбу>кдения и приема колебаний, дополнительньш генератор и электроннолучевой индикатор, отличающее40 ся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком относительной расстройкн частоты с отсчетом величины расстройкн, который подключен к тракту возбуждения, а дополнительный генератор выполнен пере траи4 ваемым в диапазоне частот.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный генератор снабжен делителем частоты, выход которого соединен с cëним из входов индикатора.

3, Устройство по пп. 1 и 2, отли кишащее.".:! тем, что блок относительной расстройки снабжен автоматическим регулятором.

4. Устройство по пп 1 — 3, отличаюи,ееся тем, что шкала блока относительной расстройки частоты проградуирована в единицах декре мента

5. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что шкала блока относительной расстройки частоты проградуирована в единицах « эффициента Пуассона.

309628

Составитель В. Карбачинский

Техред Т. Курилко

Корректор Н. Учакина

Р сд а кто р Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1375/20 Изд. № 10 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4(5