Устройство для анализа частотного спектра вибраций

 

ОП ИСААКИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)739345

Союз Советских

Социалистических

Республик. т тхйье, г рч

- сс; -, .. фД -.

Ь

C г

1 ! (53)M. Кл.

G 01 Н 3/08 (61) 3,ополкительное к.авт. свил-sy (22) Заявлено 12.12.77 (21)2552744/18-28 с прксоелккением заявки ¹ (23) Приоритет. Гасударственный,комитет

СССР до делан нэобретеннй н открытнй (53) УДК 534.8 (088.8) Опубликовано 05.06.80. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 09.06.80

A. С. Смирнов, В. В. Акимов, Л- Ф. Бабкин M. В. Владов и П. A. Лунев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектн конструкторский институт механизированного и ручного строительно-монтажного инструмента, вибраторов и строительноотделочных машин (71) Заявитель! (54) УСТРоАСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЧАСТОТНОГО СПЕК Р

ВИБРАЦИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам дпя анализа частотного спектра вибраций машин и механизмов.

Иэвестнр устройство для анализа час5 тотного спектра вибраций, содержащее по-. следовательно включенные датчик- вибраций и анализатор, а также двухкоординатный самописец, соединенный с выходом анализатора и синхронизатор перестройки фильт-ра анализатора с перемещением горизонтальной каретки самописца 1) Недостатком такого устройства является малая точность измерений отношений

15 частот дискретных спектральных компонентов вследствие малой разрешающей способности полосового электрического фильтра на верхних частотах исследуемого диапазона, 20

Известно также устройство для анализа частотного спектра вибраций, содержацее последовательно включенные датчик вибраций, гетеродинный анализатор спектра и двухкоординатный регистрирующий прибор с синхронной разверткой (2)

Однако недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает воэможности определения отношений часТоТ выявленных дискретных составляющих

c To llooTblo, достаточной jjtlsl TGFQ чтобы уверенно и быстро обнаружить закономерность их взаимопГоявлепия в спектре и взаимосвязь их частотного состава со скоростным режимом работы различных узлов машины, Целью изобретения является обеспечение возможности точного измерения отнсьшений частот дискретных спектральных компонентов.

Поставленная цель достигается тем, что

Р устройство снабжено цифровым частотомером-измерителем отношений частот, у которого вход опорной частоты соединен с выходом датчика вибраций через полосовой фильтр с плавной перестройкой, осциллографом, один сигнальный вход которого соединен с выходом промежуточной частоты, 739345 шины, на частоте пульсаций магнитного поля и другие, проявляющиеся, как правило, значимо по сравнению с близкими по часа другой — с выходом гетеродина анализатора и звуковым генератором в плавной перестройкой, выход которого соединен со вторым входом измерителя отношения частот и с входом синхронизации осциплографа.

Кроме того, в цепью обечпечения стабильности сигнапов, оно снабжено двумя амплитудными компрессорами, первой из которых включен в цепь между выходом анализатора и входом осциллографа, второй — в цепь между выходом полосового фильтр& и ВхОдОм onopEIoH частоты частОтомера- измерителя отношений частот.

На чертеже показана блок-схема устройства для анализа частотного спектравибраций.

Устройство содержит последовательно включенные датчик 1 вибраций, гетеродинный анализатор 2 спектра, двухкоординат ный регистрирующий прибор 3 с блоком 4 синхронной развертки. Оно снабжено также цифровым частотомером-измерителем 5 отношений частот, .у которого вход опорной частоты соединен с выходом датчика 1 вибраций через попосовой электрический фильтр 6 с плавной перестройкой, Осцил- лографом 7, один сигнальный вход кото рого соединен с выходом промежуточной частоты, а другой с выходом гетеродина анализатора 2 и звуковым генератором 8 с плавной перестройкой, выход которого соединен со вторым входом иэмеритепя 5 отношений частот и с входом синхронизации осциплографа 7.

Кроме того, устройство снабжено двумя амплитудными компрессорами 9 и 10, первый иэ которых включен в цепь между выходом анализатора 2 и входом осциллографа 7, а второй — в цепь между выходом полосового фильтра 6 и входом опорной частоты частотомера-измерителя

5 отношения частот.

Устройство работает следующим обраЗОМ, ПОПОСОВОй электрический фильтр 6, с плавной перестройкой, на вход которого подается полигармонический сигнап с выхода датчика 1 вибраций, установленного на исследуемой машине (на чертеже не показана), настраивается на ту дискретну составляющую, частота которой принимается эа базисную, опорную (обычно тако выми являются дискретные саставпяющие на частоте вращения основного узла ма10

50 ю

55 тоте составпяюшими спектра вибрации, что позволяет выбором соответствующей полосы пропускания фильтра хорошо отстроиться от помех) °

Затем сигнал опорной частоты с выхода полосового фильтра 6 подается через амппитудный компрессор 10 на вход опорной частоты частотомера--измерителя 5, на другой вход которого подается сигнал с выхода генератора 8 звуковой частоты.

Амплитудный компрессор 10 на счет значительного уменьшения динамического IIEIапазона сигнала опорной частоты обеспечивает устойчивую работу частотомера-измерителя отношений частот по опорному входу в случае ухода частоты опорного сигнапа к креям полосы пропускания полосового фильтра 6, Узкополосный анапизатор 2 частотного спектра, на вход которого подается полигармонический сигнал с датчика 1 вибраций, плавно перестраивается в исследуемом диапазоне частот путем изменения частоты его гетеродина Ф вручг ную или автоматически при помощи сигнапа, подаваемого на управляющий вход гетеродина с выхода:блока 4 синхронной развертки, с другого выхода которого подается соответствующий сигнал на перемещение исполнительного органа регистрирующего прибора 3 по горизонтальной оси.

Сигнал с выхода анализатора 2 по амплитуде„соответствующей амплитуде составляющей полигармонического сигнала с частотой Р, частота которого Р =Р+ где Р ) Р подается на вход отклонег c ния (пропорционально среднеквадратичному значению сигнала) исполнительного органа регистрирующего прибора по вертикальной оси, в результата чего осуществляется регистрация спектра вибраций исследуемой машины.

В момент настройки анализатора 2 спектра на частоту какой-либо дискретной составляющей с частотой У что определяется по характеру изменения ампли туды выходного сигнала, прекращается перестройка гетеродина и производится определение отношения частоты этой дискретной составляюшейк частоте дискретной составляющей, выбранной за базовую.

Дпя этого сигнал с выхода анализатора, имеющий частоту Р„= Р„+ У где 1 — частота дискретной составляющей, подается через амплитудный компрессор 9 на вход вертикальйого отклонения луча осциппографа 7, на вход горизонтального отклонения пуча которого пода7393 ется сигнал с выхода гетеродина анализатора,, при этом на экране осциллографа высветится вращающаяся с частотой. т фигура Лиссажу типа петли гестерезиса, устойчивость которой в целях удобства измерений при значительном динамическом диапазоне сигнала с гетеродина анализатора 2 и обеспечивает амплитудный компрессор 9. Синхронизируя зажигание луча осциллографа сигналом с генератора 8 звуковой частоты и перестраивая его частоту, добиваются прекращения вращения указан» ной фигуры, что соответствует в данный момекг времени равенству частот сигнала с генератора и исследуемой дискретной со- д ставляющей.

В этот же момент времени по цифровому индикатору частотомера-измерителя

5 отношений частот, на вход измерительного канала которого подается сигнал с генератора 8 звуковой частоты, определяется искомое отношение частот, регистрируется, после чего продолжают перестройку гетеродина анализатора 2 и осуществляют аналогичным образом измерение отношений частот для других дискретных составляющих.

Формула изобретения Зо

l. Устройство для анализа частотного спектра вибраций, содержащее последовательно включенные датчик вибраций, гетеродинный анализатор спектра и двухкоаф » б ординатный регистрирующий прибор с блоком синхронной развертки, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности точного измерения отношений частот дискретных спектральных компонентов, оно снабжено цифровым частотомером-измерителем отношений частот, у которого вход опорной частоты соединен с выходом датчика вибраций через поло» совой фильтр с плавной перестройкой, ссциллографом, один сигнальный вход которого соединен с выходом промежуточной частоты, а другой — с выходом гетеродина анализатора и звуковым генератором с плавной перестройкой, выход которого соединен со вторым входом измерителя От- ношений частоты и с входом синхрониза- ции осциллографа.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности сигналов, оно снабжено двумя амплитудными компрессорами, первый иэ которых включен в цепь между выходом анализатора и входом осциллографа, второй — в цепь между выходом полосового фильтра и входом опорной частоты частотомера-измерителя отношений частот. ИстОчники инфОрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Исакович M. М. и др. Устранение вибраций электрических машин Л., "Энергия", 1969, с. 92-93..

2. Сорокин И. М. Основы радиоиэмери: тельной техники. М., Энергия", 1976, с. 228-238 (прототип).

739345

Составигель А. Чистяков

Редактор Ж. Рожкова Техред М. Петко Корректор H. Стен !

Закаэ 2911/35 - Гираж 713 Подлисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам иэобретений и cnêðûòèé

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