Анализатор спектра вибраций

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетеких

Социалиетичеекин

Реейублик (1t)615364

// (6)) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено22.08.75 (21) 2169064/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.07.78.Бюллетень № 26 (45), Дата опубликования описания05.06.78 (51) M. Кл.

6 01 Н 1/00

Гесудерстееиный кемнтет

Совета Министров СССР ее делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.. 1 (088.8 ) (72) Автор. изобретения

Б. И. Минцерис (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ВИБРАЦИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях техники.при анализе с ектра вибраций, например, в измерителях динамических характеристик металлорежуших станков.

Известно устройство для измерения спектра вибраций, содержащее генератор, узкополосный электромеханический камертон, чувствительный к внешним вибраци- ð ям и регистрирующий прибор (1) .

Недостатком этого устройства является низкая точность анализа спектра.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому является анализатор спектра вибраций, содержащий квадрагурный генератор, блок формирования квадратурных сигналов, входы которого подключены к выходам квадратурного генератора, измерительный преобразователь вибраций, 26 фазометр, индикатор уровня и два измерительных канала, каждый из которых содержит синхронный детектор, сигнальные входы синхронных детекторов подключены к выходу измерительного преобразователя 2$ вибраций, а управляющие входы — к выходам блока формирования квадратурных сиг-Ы

Цель изобретения — повышение точности анализа спектра вибраций.

Это достигается тем, что предлагаемый анализатор снабжен сумматором и в каждый из измерительных каналов введены последовательно соединенные фильтр низких частот и дополнительный синхронный детектор, вход каждого из фильтров низких частот подключен к выходу соответствующего синхронного детектора, управляющий вход каждого дополнительного синхронного детектора подключен к выходу квадратурного генератора, входы сумматора подключены к выходам дополнительных синхронных детекторов, выход сумматора подсЬединен ко входу индикатора уровня и сигнальному входу фазометра, а управляющий вход фазометра подключен к выходу квадратурного генератора.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора.

Анализатор спектра вибраций состоит из квадратурного генератора 1, к выхо-: дам которого подключен блок 2 формиро ванин квадратурных сигналов, измерительного иреобразователя .3 вибраций и двух измерительных каналов, каждый из которых содержит синхронный детектор 4 или

5„сигнальные входы которых подключены к выходу измерительного преобразоватеas 3, à управляющие входы - к выходам. блока 2, последовательно соединенные фильтр 6 или 7 низких частот и дополнительный синхронный детектор 8 или 9.

Управляющие входы дополнительных синхронных детекторов 8 и 9 подключены к выходам квадратурного генератора 1. К выходам детекторов 8 и 9 подключен сумматор 10, к выходу которого подсое- динен фазометр 11 и:индикатор 12 уровня. Управляющий вход .фаэометра 11 подсоединен к одному из выходов генератора 20

1. . Анализатор работает следующим образом.

C выходов квадратурного генератора

1, который работает на определенной фиксированной частоте fo, на входы блока 2 формирования квадратурных сигналов поступают ортогональные сигналы;

0 ь1п,2Е .4 и О .соь2Ж1

ЗО

В блоке 2 формирования квадратурных сигналов эти сигналы смешиваются с сигналами генератора переменной частоты х (на чертеже не показан), и раэностная частота f >, соответствующая первой гар-3 монике исследуемого сигнала, выделяется с помощью фильтров низких частот (на чертеже не показаны), Таким образом, с выходов блока 2 на управляющие входы синхронных детекторов 4.,и 5 поступают 4о соответственно сигналы

-.U.Ып ЯЖ р t u Ucos 27l1р tОдновременно на сигнальные входы синхронных детекторов 4 и 5 с выхода измерительного преобразователя 3 вибра-4 ций поступает анализируемый сигнал вида 1=(1

Е Х; в1п 12% Х р 1+ 91. .

1=1

На выходах синхронных детекторов 4 и 5 получаются соответственно следую щие сигналы: ("" ( — UX cos9 - — UX cos2.2Ff 1+

2 и

>r. Х.Ь1п 1га + у ОЬ Ä2Zy g

1=Д

Р 1 Р

ОХ в(п (— ОХ„s1ï Х„О.сов 2.27tf + и (У. Х ° ь1п (1 22 4 ++@ 1(.((. ñ ç - (. 4

После фильтрации на выходах фильтров

13 и 7 низких частот остается лишь по одной составляющей сигнала:

ЦХ .@os Ч„и ОХ1я1п

2 а все остальные гармоники отфильтровй- ваются Ф

Эти сигналы поступают на сигнальные входы пары дополнительных синхронных детекторов 8 и 9, на управляющие входы которых с выходов квадратурного генератора 1 подаются сигналы фиксиро-. ванной частоты цо 61п 2 ц ХОK и Оо cos 2((хО .

При этом на выходах дополнительных синхронных детекторов появляются сигна лы, (2 UX16os 91 Ооcos 2КХО Ф

2 ОХ1 61hч10омп2KХО

В результате сложения этих сигналов на выходе сумматора 10 появляется сигнал

° — U UОX,cos(27L5ОЕ+9 ),: т. е. на выходе сумматора 10 получается сигнал, пропорциональный амплитуде

Х исследуемой гармоники, которая измеряется индикатором .12 уровня. Кроме того, в этом выходном сигнале сохранена информация и о .фазе исследуемой гармоники (в данном случае Ч(), Для того, чтобы измерить эту фазу, достаточно подать сигнал — 4UUoX„Cos(235 ч 1) на сигнальный вход фазометра 11, а на управляющий его вход подать сигнал с одного из выходов квадратурного генератора 1, например сигнал ООСое 2ЙХО1.

Тогда фаэометр покажет значение фазы Ч(4 .

Таким образом, производится полный амплитудный и фазовый анализ исследуемого сигнала, причем одновременно регистрируется и амплитуда, и фаза исследуемой гармоники, которая в данный момент совпадает по частоте с сигналом, генерируемом квадратурным генератором опорных сигналов. Частота последнего может меняться вручную и(.и автоматически при изменении частоты генератора переменной частоты. Все измерения производятся на

ОднОЙ фиксированной частоте Это HoBEil шает помехоустойчивость и позволяет применять анализатор непосредственно в цеховых условиях для динамических испы такий станков. формула изобретения

Анализатоо спектоа вибпапий ООп((ъ