Устройство для записи частотных характеристик

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиа

Социалистических

Республик (11) 600399

3=

1 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (5l) М. Кл.

Ф01Н

P О1 Н

О1 М (22) ЗавалeHO 060776 (21) 2380674/25-28 с присоединением заявки лв (23) Приоритет (43) Опубликовано300378. Бюллетень М 12

3/08

13/00

7/00

Геетдеретеееекй комитет

Воеето Меоеотрое 0603 ео дели езобретееее л открытей (5о) УДК620.178. 53 (088.8) (45) Дата опубликования описания 03,0478 (72) вторы

ИВОбрЕтрпня В. К. Куприк, A. И. Двойниченко и А. И. Кащук (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ЧАСТОТНЫХ XAPAKTEPHCTHK

Изобретение относится к области средств автоматизации исследований частотных характеристик объектов и может быть использовано в самолетостроении, приборостроении и других отраслях промышленности при испытании объектов на гармоническую вибрацию.

Известны устройства для записи частотных характеристик конструкций, узлов, агрегатов и прочих объектов 10 при возбуждении их вынужденными гармоническими колебаниями изменяемой частоты, использующие различные измерители параметров вибрации в комплекте с двухкоординатным регистратором (11

Такие устройства позволяют записывать частотную характеристику объекта по какому-либо -параметру вибрации.

Однако в тех случаях, когда реакция объекта на моногармоническое возбужденНе не является моногармонической, погрешность такой частотной характеристики может быть очень большой.

Наиболее близким по технической 2g сущности к изобретению является устройство для записи частотных характеристик. содержащее атоследовательнб соединенные генератор, в котором автоматическая развертка частоты осуществляется преобразователем аналог- частота, возбудитель колебаний исследуемого объекта, установленный на объект виброизмерительный преобразователь и блок регистрации, включающий синхронный детектор, подключенный од ним иэ входов к выходу виброизмерительного преобразователя, и двухкоординатный построитель, подключенный одним из входов к выходу преобразова теля аналог-частота (2) На второй вход синхронного детектора подается сигнал с частотой равной частоте возбуждения, поэтому на выходе синхронноГо детектора напряжение пропорционально уровню первой гармоники сигнала, снимаемого с виброиэмерительного преобразователя. Это напряжение подается на второй вход двухкоординатного регистратора, который и производит запись уровня первой гармоники в оункции частоты. Запись частотной характеристики по уровню первой гармоники на частоте возбуждения позволяет повысить ее достоверность. В то же время при испытаниях íà гармоническую вибрацию объектов, напри мер, с нелинейной характеристикой реакция объекта на гармоническое

600399 возбуждение имеет полигармонический характер, т.е., кроме колебаний с частотой возбуждения, н объекте возникают колебания с частотами, кратными основной.

Недостатком известного устройства является то; что оно.обеспечивает запись только одной частотной характеристики объекта, в то время как для получения более полного представления о поведении испытываемого объекта в подобных случаях необходимы частотные характеристики объекта и на частотах, кратных частоте возбуждения.

Целью изобретения. является обеспечение записи семейства частотных характеристик на кратных частотах.

Для этого предлагаемое устройство для записи частотных характеристик снабжено формирователем напряжения, дополнительным преобразователем аналог-частота и делителем частоты, соединенные последовательно, а в блок регистрации включены фильтр первой гармоники управляющего напряжения, подключенный между одним из выходов делителя частоты и вторым входом синхронного детектора, а также полосовой фильтр .и амплитудный детектор, подключенные последовательно между выходом синхронного детектора и вторым входом днухкоординатного регистратора, вход формирователя напряжения подключен к выходу основного преобразователя аналог-частота .

Кроме того, для сокращения нремени записи и повышения ее достоверности блок регистрации выполнен многоканальным, и вход фильтра перной гармоники управляющего напряжения каждого из каналон подключен к соответствующему выходу делителя частоты.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 возбуждения, блок 2 автоматической развертки частоты, который управляет преобразователем 3 аналог-частота, возбудитель 4 кОлебаний исследуемого объекта 5, установленный на объекте виброиэмерительный- преобразователь

6, формирователь 7 напряжения, дополнительный преобразователь 8 аналог-частота и делитель 9 частоты, к выходам которого подключен многоканальный блок 10 регистрации, каждый канал которого содержит фильтр

11 первой гармоники управляющего напряжения, синхронный детектор 12, полосовой фильтр 13, амплитудный детектор 14 и двухкоординатный регистратор 15. Выход генератора 1 возбуждения связан с выходом возбудителя 4 колебаний, на платформе которого установлен исследуемый объект 5. На объекте 5 установлен виброиэмерительный преобразователь 6, выход которого подключен к первым входам синхронных

5 детекторов 12 всех каналов. К вторым входам синхронных детекторов через фильтр 11 первой гармоники управляющего напряжения подключены выходы делителя 9 частоты, вход которого через

l0 дополнительный преобразователь 8 аналог-частота и формирователь 7 напряжения подключен к аналоговому выходу преобразователя 3 аналогчастота, подключенного также к блоl5 ку 2 автоматической развертки частоты.

Аналоговый выход преобразователя 3 подключен также ко всем первым входам двухкоординатного регистратора 15, вторые входы которого через амплитуд20 ный детектор 14 и полосоной фильтр.

13 подключены к выходам синхронных детекторон 12 соответстнующих каналов блока 10 регистрации.

Устройство работает следующим об25 разом.

Возбудитель 4 колебаний возбуждает н объекте 5 гармонические колебания, частота которых определяется генератором 1. Колебания объекта воспри30 нимаются виброиэмерительным преобразователем 6.

С аналогового выхода преобразователя 3 напряжение, пропорциональное частоте возбуждения, подается на один иэ ВхОдОВ дВухкООрдинатных регистраторов 15 и на вход формирователя 7 напряжения, где формируется напряжение, пропорциональное высшей гармонике записываемого сигнала. Это напря40 жение подается на дополнительный преобразователь 8 аналог-частота, с выхода которого снимается сигнал с частотой, кратной всем частотам записываемых гармоник. Этот сигнал делится де45, лителем 9 частоты так, что на ныходах делителя 9 частоты сигналов соответствуют всем записываемым гармоникам возбуждаемого колебания. К выходам этого делителя подключен многоканальный блок 10 регистрации, в каждом ка50 нале которого фильтры 11 первых гармоник управляющего напряжения выделяют первую гармонику сигнала с частотой, кратной частоте воэбуждеиин

Выделенный гармонический сигиал подается на управляющий вход синхрон ного детектора 12 данного канала.

На вторые входы всех синхронных детекторон подается сигнал с ниброизмерительного преобразователя 6, Сигнал на выходе синхронного детектора определяется выражением

Ц д (1)*Ц"Ц fcos(et-þô+ Ð;)-cos(i

Uy — амплитуда управляющего напряжения; — номер гармоники; о — частота возбуждения; 0 — частота управляющего век5 тора;

Ж; — фазовый сдвиг.

Этот сигнал поступает на полосовой фильтр 13, который выделяет составляющую с суммарной частотой и подавляет составляющую с разностной час тотой, и через амплитудный детектор

14 подается на один из входов двухкоординатного регистратора 15 °

Поскольку на второй вход ры истратоРа подается напряжение, пропорциональное частоте возбуждения, регистратор записывает изменение амплитуды данной гармоники в функции частоты, т.е. частотную характеристику объекта на частоте, кратной частоте возбуждения.

При количестве каналов, равном количеству возбуждаемых гармоник, за один цикл испытаний записано семейство частотных характеристик, при этом частотные характеристики-обладают вы-, сохой достоверностью, так как записаны при одинаковых условиях возбуждения.

Формула изобретения

1. Устройство для записи частотных характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения с преобразователем аналог-час- 5 тота, возбудитель колебаний исследуемого объекта, установленный на объект виброизмерительный преобразователь и блок регистрации, включающий синхронный детектор, подключен-) ный одним иэ выходов к выходу виброиэмерительного преобразователя, и двухкоординатный регистратор,.подключенный одним иэ -выходов к выходу преобразователя аналог-частота, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью записи семейства частотных характеристик на кратных частотах, оно снабжено формирователем напряжения, дополнительным преобразователем (аналог-частота и делителем частоты, соединенными последовательно, а в блок регистрации включены фильтр первой гармоники управляющего напряжения, подключенный между одним из выходов делителя частоты и вторым входом синхронного детектора, а также полосовой фильтр и амплитудный детектор, подключенные последовательно между выходом синхронного детектора и вторым входом двухкоординатного регистратора, вход формирователя напряжения подключены к выходу основного. преобразователя аналог-частота . М

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени записи и повышения ее достоверности, блок регистрации выполнен многоканальным, и вход фильтра первой гармоники управляющего напряжения каждого иэ каналов подключен к соответствующему выходу делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Установка для испытания на раз вертываемые синусоидальные вибрации.

Примеры применения измерительной аппаратуры фирмы Брюль и Къер, Дания, январь 1974, с. 81 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 411338, кл. G. 01 М 7/00, 1971.

600399

Р l

Составитель Ю, Грузов

Редактор 0. Юркова Техред A.Алатырев Корректор Н. Ковалева.

Заказ 1893/59 . Тираж 83i Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, филиал ППП Патент, r Ужгород, ул Проектная, 4