Устройство для измерения параметров колебательной системы

 

г

О П ИС А Н И Е, 310578

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских.

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. 6 Olh 1/06

Заявлено 04.1.1970 (№ 1 390966/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 31.1.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УД К 621. 31 (352 (088.8) Автор изобретения

А. А. Балодис

Заявитель

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к области акустического приборостроения и предназначено для измерения акустических параметров образца материала, а также может найти применение при измерениях параметров механических ч электрических колебательных систем.

Известные устройства, содержащие тракты возбуждения и приема колебаний, измеритель отношения частот и электронно-лучевой индикатор, не обеспечивают достаточной оперативности процесса измерений.

Цель изобретения — повысить оперативность процесса измерений. Для этого предлагаемое устройство снабжено блоком памяти, выполненным, например, в виде перестраиваемого генератора электрических колебаний, соединенным с одним из входов электроннолучевого индикатора и с одним из входов измерителя отношений частот. Согласно изобретению, блок памяти может быть .выполнен в виде двух генераторов кратных частот, выход, по крайней мере, одного из которых соединсн со входом индикатора, а выход другого — со входом измерителя отношения частот. В предлагаемом устройстве шкала измерителя отношения частот проградуирована в единица декремента или в единицах коэффициента Пуассона.

На чертеже дана блок-схема устройства.

Оно содержит тракты возбуждения 1 и приема 2 колебаний исследуемой колебательной системы 3, электронно-лучевой индикатор

4, контрольно-регистрирующий блок 5, измеритель отношения частот 6 и блок памяти 7, выполненный из двух генераторов кратных частот 8 и 9, и переключатели 10 — 16.

Устройство работает следующим образом.

Колебательная система 3 возбуждается

10 трактом 1 и ее колебания принимаются трактом 2. Колебания системы 3 могут быть вынужденными или автоколебательными, в зависимости от режима работы тракта 1. B первом случае частоту колебаний системы 3 оп15 ределяст перестраиваемый генератор в тракте 1, Во втором — значение собственной частоты системы. Прп этом обратная связь между трактом 2 и усилителем тракта 1 замыкается переключателем 10.

20 Логарифмический декремент затухания измеряют в режиме вынужденных колебани и системы 3. Частоту тракта 1 выбирают равной резонансной частоте этой системы по максимуму амплитуды ее колебаний при постоян25 ной амплитуде сигнала тракта l илп по минимуму амплитуды тракта 1, при постоянной амплитуде сигнала тракта 2, или по резонансному значению фазового сдвига спгналоь трактов 1 и 2, в зависимости от выбранной

30 конструкции блока 5 и принятого критерия рс.310578, Аш:1к

65 зонанса. Для этих целей также может быть использован индикатор 4 при замкнутых положениях переключателей 13 и 14. Далее, между резонансной частотой системы 3 и частотами генераторов 8 и 9 при замкнутых положениях переключателей 13 и 11 или 12 по экрану индикатора 4 устанавливают выбранные кратности частот. Сигнал с одного из генераторов подводят через переключатель 15 или 16 и 11 к одному из входов измерителя отношения частот 6, к другому входу которого подведен сигнал от тракта 1. Частоту тракта 1 устанавливают соответственно выбранным показаниям измерителя 6 и измеряют изменения амплитудного соотношения либо фазового сдвига сигналов трактов 1 и 2.

Декремент определяют по известным формулам из заданного отношения частот (с учетом промежуточных кратностей резонансной частоты системы 1 и генераторов 8 и 9) и по измеренному изменению амплитудного соотношения или фазового сдвига сигналов трактов

1и2.

Декремент также может быть установлен, если при помощи блоков 4 и 5 задаваться конкретным изменением отношения амплитуд или фазового сдвига сигналов трактов 1 и 2 и измерять соответствующие изменения or»ишения частот измерителем 6. Величина декремента б рассчитывается по формуле 2 kl о= I

rn где lгь k> — показания измерителя 6, т— отношение частоты резонанса к частоте генератора 8 ил и 9. При этом шкала измерителя 6 может быть отградуирована в единицах декремента.

Декремент может быть определен и по графику резонансной кривой, записанному при помощи двухкоординатного самописца.

При нахождении декремента по шприце резонансной кривой цслссоооразно задаваться как минимум двумя симметричными расстройками фазового сдвига относительно его резонансного значения. При этом дскремснт может быль определен по разнице двух соответствующих показаний измерителя отношений частот 6 или получен непосредственно путем использования пересчетпого устройства с возможностью реверсивного счета и выбора кратности частот 10, где q - — цслос число, а уровень резоцансноя кривой находят пз условия где — — отношение резонансного значсА„,,„А ния амплитуды к амплитуде выбранного уровня.

В диапазоне высоких частот целесообразно на вход пересчетного устройства измерителя подать сигнал от тракта 1, а на вход управ5

55 ления — сигнал от генератора 8 или 9 с меньшей частотой. При этом в свою очередь устанавливают между частотой второго из них и частотой резонанса системы 3 кратность меньше 1.

В диапазоне низких частот целесообразно на вход псресчетного устройства измерителя подать сигнал от генератора 8 или 9 с большей частотой, устанавливая при этом между частотой второго из них и частотой резонанса системы 3 кРатность больше 1, а на вход управления — сигнал от тракта 1. В этом случае декремент может быть также получен по разнице показаний измерителя 6. При этом для более удобной регулировки времени производства измерений вход управления измерителя снабжают делителем частоты, коэффициент деления которого может быть переключен ступенями, напРимер через 10 раз.

Для установления параметров колебательной системы, определяемых из отношения собственнных частот разных видов колебаний, может быть использован режим как вынужденных, так и автоколебаний. При измерении отношений этих частот систему возбуждают на одной из них и между частотами генераторов

8 и 9 и этой частотой устанавливают выбранную кратность. Далее, систему возбуждают на другой частоте и измеряют отношение ее и частоты одного из генераторов. Искомое отношение собственных частот получают по показанию измерителя 6 с учетом выбранных промежуточных кратностей частот. При измерении коэффициента Пуассона шкала измерителя 6 может быть отградуирована непосредственно в соответствующих единицах.

Для калибровки или проверки измерителя

6 отношений частот могут быть применены генераторы 8 и 9, либо один из них, и генератор тракта 1. При этом имеется возможность и широком диапазоне частот получить в качестве опорных точек на экране индикатора фигуры Лиссажу, соответствующие определенным отвошсниям частот, подаваемых на входы измерителя отношений частот. В области высоких частот а одну отклоняющую систему индикатора 4 целесообразно подать суммарный сигнал от генераторов 8 и 9 через переключатели 11, 12 и 13.

Измерение абсолютных значений. собственных частот можно производить по -шкале генератора тракта 1, либо измерителем 6 отношения частот прп известной частоте генератора 8 или 9, которые могут содержать подключаемый контур, стабилизированный кварцем.

Предмет изобретения

1, Устройство для измерения параметров колебательной системы, например образца материала, содержащее тракты возбуждения и приема колебаний, измеритель отношения частот и электронно-лучевой индикатор, отличаюи1ееся тем, что, с целью гювышения оперативности процесса измерений, оно снабже10

Сосгавитель В. Кароачииский

Редактор Л. Речицкий Текред Т. Курилко Корректор Н. Учакииа

Заказ 45/6 Изд. № 10 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раугнская нао., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 но блоком памяти, выполненным, например, в виде перестраиваемого генератора электрических колебаний, соединенным с одним из входов электронно-лучевого индикатора н с одним из входов измерителя отношений частот.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, IT0 блок памяти делан в виде двух генераторов кратных частот, выход по крайней мере одного из которых соединен со входом индикатора, а выход другого — со входом измерителя отношения частот.

3. Устройство по п. 1, от,гичающееся тем, что шкала измерителя отношения частот про5 градуирована в единицах декремента.

4. Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что шкала измерителя отношения частот проградуирована в единицах коэффициента

Пуассона.