Анализатор спектра вибраций

 

10 546827

О0ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.75 (21) 2195198/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 28.03.77 (51) М. Кл,"- С 01R 23,! 16

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.317.757 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. И. Розман, Б. И. Минцерис, Г. С. Жаунеров, Л. И. Кулис и В. А. Крищюкайтис

Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ВИБРАЦИЙ

Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения динамических характеристик металлорежущих станков.

Известен анализатор, который содержит входной каскад, панорамный смеситель, узкополосный фильтр, детектор, интегратор, осциллографический индикатор, генератор качающейся частоты (гетеродин), дифференцирующий каскад, инвертор и сумматор (1).

Однако в известном анализаторе при более детальном исследовании определенных резонансных пиков требуется проводить анализ в более узком частотном диапазоне, однако необходимо, чтобы этот диапазон полностью укладывался на активной части диаграммной бумаги самописца или рабочем секторе электронно-лучевой трубки по горизонтали, т. е. требуется изменять масштаб исследуемого диапазона частот. Этот процесс изменения масштаба обычно осуществляется вручную путем регулировки расширителя горизонтального канала самописца, при этом значительно увеличивается время на подготовку измерений, что уменьшает производительность труда.

С целью сокращения времени анализа предлагаемый анализатор спектра вибраций снабжен источником постоянного напряжения, задатчиком верхнего и нижнего пределов измеряемой частоты, формирователем треугольных импульсов, фильтром нижних частот, преобразователем частота — напряжение, дополнительным смесителем и генератором фиксированной частоты, подключенным одновременно

5 к формирователю треугольных импульсов и дополнительному смесителю, второй вход которого соединен с генератором, а выход — с последовательно соединенными фильтром нижних частот, преобразователем «напряжение—

10 частота» и сумматором, выход которого связан через триггер и интегратор с входом блока управления частотой гетеродина, а два других входа сумматора подключены соответственно к выходам задатчиков верхнего и ниж15 него пределов измеряемой частоты, при этом вход задатчика верхнего предела измеряемой частоты связан с выходом формирователя треугольных импульсов и через инвертор — с входом задатчика нижнего предела измеряе20 мой частоты, другой вход которого подключен к источнику постоянного напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема анализатора; на фиг. 2 — эпюры напряжений на выходе отдельных элементов устройства.

25 Анализатор спектра вибраций содержит вибродатчик 1, панорамный смеситель 2, селективный фильтр 3, детектор 4, регистрирующий блок 5, гетеродин 6, дополнительный смеситель 7, фильтр 8 нижних частот, преобра30 зователь 9 частота — напряжение, генератор 10

65 фиксированной частоты, формирователь 11 треугольных импульсов, сумматор 12, триггер

13, интегратор 14, блок 15 управлс п«я «астотой гетероднна, ннвертор 16, задатчик 17 верхнего предела исследуемой частоты, псточ«!;IH 18 TI0cTDHHI. напряжения II 32+2! IH!< 19 нижнего предела исследуемой частоты.

AH2JIH3cIToP Раоотает c lc IQII, H ll OOP230м.

Вибрацнонный сигнал с вибродатчш<а 1, установленного на исследуемом объекте, !IocTyпает на панорамный смеситель 2 li с по;, о:цью гетеродина б спектр исследуемого сигнала последовательно пере»ешается по частоте .åðåç селекторный фильтр 3, выходной clill 2л с которого детектируется детектором 4 и поступает на вертикальный канал регистрирующего блока 5. Сигнал гетеродина б поступает и на дополнительный смеситель 7, куда также поступает напряжение генератора 10 фиксированной частоты, совпадающей с резонансной частотой селективного фильтра 3. На выходе смесителя 7 образуются суммарная и разностная частоты, после фильтрации в фильтре 8 нижних частот разностная частота прямо пропорционально преобразуется в преобразователе 9 в напряжение. Разностная частота равна в каждый данный момент времени гармонике исследуемого спектра вибросигнала.

При плавной перестройке гетеродипа б напряжение с выхода преобразователя 9 поступает на первый вход сумматора 12. Синусоидальное напряжение генератора 10 фиксированной частоты формируется в послсдовательность треугольных импульсов формирователем

11. Эти треугольные импульсы !IOOTvH2!OT на задат I«!K 17 верхнего предела исследуемой частоты, представляющий собой масштабный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, на выходе которого амплитуда треугольных импульсов изменяется в соответствии с задаваемым верхним пределом исследуемой частоты (фиг. 2, a), причем эта амплитуда U, равна напряжению преобразователя

9 «частота — напряжен lc» на частоте верхнего предела. Треугольные импульсы поступают на второй вход сумматора 12.

Н2 вход задатчика 19 нижнего предела «2стоты, представляющего собой также масштабный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, поступает постоянное напряжение источника 18 и инвертированные инвертором 1б треугольные импульсы, причем величина постоянного напряжения на входе задатчнка 19 равна амплитуде инвертированных треугольных импульсов.

На выходе задатчика 19 нижнего предела исследуемой частоты в соответствии с задаваемым нижним пределом частоты изменяется величина постоянного напряжения U,i, вместе с ней также изменяется амплитуда инвертированных треугольных импульсов (фиг. 2, в), причем величина постоянного Hапряження ( равная ей амплитуда инвертированных треугольных импульсов) равна напряжению преобразователя 9 «частота — напряжение» на ча5

Зо

50 стоте нижнего предела. Эти импульсы вместе с постоянным напряженнем поступают на третий вход сумматора 12 li су..l»llpvloTcH в нем с напряжением, Про.10pH!ioH2.1ьным исследуемой частоте с вь|хода преобразователя 9; сум. арное напряжение (фиг. 2,2) с выхода сум-!

i2;0p2 12 наступает на триггер 13, в котором прп переходе через нуль формируются импульсы, модулированнь:с Ilo длительности (фпг. 2,6). Эти импульсы усредня1о-.ся II интеграторе 14 и в виде постоя«п10го напря кения (фиг. 2,в), пропорцпональ:0:о исследуемой частоте в пределах задавас, ого диапазона и производяшего развертку пера, поступают на горизонтальный канал регистрирующего устройства 5.

Кроме того, сигнал с интегратора 14 подведен к блоку 15 управления частотой гетеродина.

Так как широтно-модулированные импульсы на выходе триггера 13 имеют постоянную амплитуду, то усредненное напряжение с выхода интегратора 14 пропорционально длительности импульса. Эти импульсы имеют место лишь тогда, когда изме-IBHHC напряжения с выхода преобразователя 9 происходит в рамках от уровня, соответствующего нижнему пределу UH до уровня, соответствующего верхнему пределу U„, т. е. в пределах напряжений заданного диапазона частот AU = U„— U„„, при этом длительность импульсов может изменяться независимо от величины выбранного диапазона всегда в известных пределах от О до Т, равного периоду треугольных импульсов, что означает возможное изменение напряжения, подводимого к горизонтальному каналу рсгистрирующего устройства от нуля до фиксированной величины, т. е. развертка осугцествляется всегда в определенных граница. ..

Таким образом, автоматически полностью автоматизируется изменение масштаба исслеусмого диапазона частот, что сун;ественно сокращает время, необходи ое для подготовки к измерениям, упрощает са» гпроцесс измерения, позволяя при задаваемых малых диапазонах более детально исследовать резонансные пики путем их автоматической «растяжки» на всю рабочую зону регистрирующего блока.

Ф о р м,I 2 и з о о р е т е -I «I sj

Лнализатор спектра вибраций, содержащий гетероднн, связанный с блоком управления частотой гетеродина и первым входом панорамного смесителя, сумматор, инвертор, триггер, интегратор, подключенный к выходу регистрирующего блока, и вибродатчик, подключенный ко второму входу панорамного смесителя, выход которого связан с последовательно соедпненнь|мп селектнвным фильтром, детектором и pcI I còðèpóþùllì блоком, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени анализа, он снабжен источником постоянного напряжения, задатчиками верхнего и нижнего предела измеряемой частоты, фор546827 мирователем треугольных импульсов, фильтром ни кних частот, преобразователем «частота — наи яткспие», дополн!!тельным смесителем, и генератором фиксированной частоты, !!Одк !!Очеиныи одновремен!!о к формироватегно треугольных импульсов и дополнительному смесител!О, ВтОрОн ВхОд KQTopol о соединен с гетеродином, а выход — с последовательно соединенными фильтром нижних частот, пре. )ОазэваT0.: - :,! «частота !!апряжение» H сл!матором, выход которого связан через тригге; и интегратор с входом блока управления частотой гетеродина, а два других входа cy»lматора подключены соответственно к выходам задатчиков верхнего и нижнего предела измеряемой частоты, при этом вход задатчика верхнего предела измеряемой частоты связан

5 с выходом формирователя треугольных импульсов и через пнвертор — с входом задатчика нижнего предела измеряемой частоты, другой вход которого подключен к источнику постоянного напряжения.

1О Исток!.ик информации, принятый во внимание прп экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР J¹ 454499

:!!.. 1iл. - G 01M 23, 00, 1975.

546827

9 из Z

Составитель В. Лякишев

Техред А. Галахова

Корректор 3. Тарасова

Редактор Л. Попова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 434/10 Изд. № 204 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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