Электрокинематический стенд для определения гидродинамических характеристик

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 515045 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 8.0 1. 75 (21) 2103898/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.05.76,Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 20.10.76 (51) М. Кл2 g01N 10/00

Государственный комитет

Совете Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 620.178.

7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Я. Дорожкин и Б. А. Моисеев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОКИНЕМАТИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для научных исследований в области,экспериментальной гидродинамики.

Известен электрокинематический стенд для определения гидродинамических характеристик, содержащий механический генератор колебаний со штоком, датчик силы, установленный между исследуемой системой и штоком генератора, датчик ускорения, уста- 10 новлеиный на штоке и подключенный вместе с датчиком силы к блоку вычитания через согласующие усилители, следящий фильтр, соединенный с генератором, блок измерения и регистратор, И

Недостатком этого стенда является невозможность отдельного измерения компонента с датчика силы, совпадающих по фазе и сдвинутых íà 90о относительно движения штока генератора, которые характери- 20 зуют амплитудные значения сил сопротивления и инерции.

Целью изобретения является автоматизация и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что стенд содер- 25 жит задатчик нулевых и экстремальных положений штока генератора, фазоврашатель, связанный с генератором и фильтром, и нульорган, подключенный ко входу блока измерений, при этом выход задатчика нулевых и экстремальных положений соединен со входом нуль-органа через фазоврашатель.

Такое использование дополнительных элементов в схеме степда позволяет получать нв регистраторе отдельно электрические сигналы, пропорциональные коэффициевтам сопротивления и присоединенным массам, характерным для исследуемой конструкции, что повышает точность измерения и дает возможность автоматизировать экспериментальные работы в части записи и расшифровки данных, На черте-..;.зображена блок-схема стенда.

Электрокинематический стенд содержит генератор 1 механических колебаний со штоком 2, совершающим возвратно-поступательное движение в полости 3 с жидкостью. На штоке генератора 2 крепится исследуемый конструктивный элемент 4 через

515045

3 датчик 5 силы и вне полости-датчик 6 ускорения. Датчики 6 и 5 ускорения и силы подключены к блоку 7 вычитания через усилители-преобразователи 8 и 9, причем один из них (9) регулируется по коэффициенту передачи. Выход блока 7 вычитания подключен ко входу блока 10 измерения через следящий фильтр 11, имеющий связь с регулятором частоты колебаний генератора 1.

Блок 10 измерения нагружен на регистратор 12. С одним из подвижных элементов генератора 1 связан также задатчик 13 нулевых и экстремальных положений, выход которого подан через фазовращатель 14 на нуль-орган 15 и далее — на блок 10 И из мерения.

Стенд работает следующим образом, Первоначально настраивается чувствитель-. ность канала датчика 6 ускорения, для чего генератор возбуждает колебания иссле- ф) .дуемого элемента 4 в сухой полости. Коэффициент передачи усилителя 9 регулируется так,чтобы на выходе блока 7 вычитания сигнал отсутствовал, т. е. в этом случае сигнал от инерционной силы элемента с дат-25 чика 5 силы уравновешивается сигналом. с датчика 6 ускорения и эта составляющая и блок измерения 10 не попадает.

Далее полость 3 заливается жидкостью и теперь уже при движении с выхода блока 30 вычитания будет поступать сигнал, пропорциональный сумме сил сопротивлений: инерционной силе от присоединенной к элементу 4: массе жидкости, силе сопротивления, пропорциональной скорости движения и сил 55 высших гармоник движения. Этот сигнал поступает на следящий фильтр 1 1, который автоматически настраивается на часто-, ту колебаний штока генератора и с него на блок 10 измерения поступает уже сигнал, состоящий только из первых двух составляющих суммы сил, причем они сдвинуты относительно друг друга на 90о.

Для выделения каждой из этих составляющих на вход блока 10 измерений посту- 45

-пает импульсный сигнал с нуль-органа 15, который управляет работой схемы блока измерений; Время прохождения импульса задается сигналом от задатчика нулевых и экстремальных положений 13 штока ге50 нератора 2, скорректированным фаэовращателем 14.так, чтобы блок 10 измерения производил поочередный замер каждой из составляющих сигнала от сил сопротивления

55 в момент, когда одна из них равна нулю.

Например, если в качестве задатчика нулевых и экстремальных положений штока генератора используется датчик перемещения то фазоврашателем 14 будет являться фильтр, по своим фазовым характеристикам идентичный следящему фильтру 11. В этом случае опорный сигнал с датчика перемещения сдвинется на фазе на тот же угол о, что и измеряемый сигнал от датчи.ка силы. Нужорган преобразует синусои« дальный сигнал в импульсы разной полярности, нормированные по длительности и амплитуде и сформированные в момент перехода сигнала с датчика перемещения через ноль и достижения максимальной величины.

В момент перехода сигнала датчика перемещения через ноль на датчике 5 силы достигает максимума скоростная составляющая силы сопротивления, а инерционная равна нулю, в момень максимального смещения штока — соответственно первая равна нулю, а вторая достигает амйлитудного эна чения.

В эти моменты импульсы с нульоргана

15 включают блок измерения 10, в реэуль тате чего на регистраторе 12 фиксируются импульсы по величине пропорциональные гидродинамическим коэффициентам сопротивления С и присоединенной массе жидкости

С

Ф ор мула изобретения

Электрокинематический стенд для определения гидродинамических характеристик, содержащий механический генератор колебаний со штоком, датчик силы, установленный между исследуемой системой и штоком генератора, датчик ускорения, установленный на штоке и подключенный вместе с датчиком силы к блоку вычитания через согласующие усилители, следящий фильтр, соединенный с генератором, блок измерения и регистратор, о т л и ч а ю ш и и с я. тем, что, с целью автоматизации и повышения точности измерений, стенд содержит задатчик нулевых и экстремальных положений штока генератора, фаэовращатеж, связанный с генератором и фильтром, и нуль-орган, подключенный ко входу блока измерений, при этом выход задатчика нулевых и экстремальных положений соединен со входом нуль-органа через фаз овращатель.

51 54О5

Составитель 10.Лямин

Редактов А.Морозова Техред И.Ханеева Корректор Ад алвхова

Заказ 241/6 Изд, М Ж Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Москва, Енисейская ул., 2 Гипровоахоз