Способ измерения характеристикколебания механических об'ектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцнапнстнчесинн

Республик()832349 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2793453/18-28 (51)М. Кл. 01 Н 7/00 с присоединением заявки .%

6кударстеаннье1 комитет

СССР аа денем нзабретеиий . и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.05 81 Бюллетень М 19 (53) УДК 621.38. .681.2 (088.8) Дата опубликования описания 23.05.81

A. Т. Косилов, В„ F. Калинин, В. М. Казанский", ;"-„, /

А. И. Аверьянов и А. Н. Ивакин / ."",ь, Ю,у г, ". Д у 1 ф ъ

Опытно-конструкторское бюро специальнога фйфуескот/б;-. j? приборостроения при Воронежском попитехническ м ий(титу (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРА КТЕРИСТИК КОЛЕБАНИЯ

МЕХА НИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике измерения параметров движения и может. быть использовано для измерения колебательных характеристик механических конструкций и их элементов в машиностроении, строительной и других отраслях 5 техники

Известен способ измерения резонансных частот вибрации элементов конструкции, овяэанный с использованием сигналов от датчиков, и основанный

1О на совпадении составляющей вибрации элементов конструкции с собственной частотой колебаний одной или нескольких упругих элементов, пердставляющих собой язычковые или струнные резонаторы, жестко связанные с объектом измерения(i).

Недостатком способа являются невысокие точность и информативность измерения, 0

Наиболее близким по технической су- щности. к предлагаемому является спо. соб измерения характеристик колебания

2 механических объектов, заключающийся в определении их резонансной частоты по минимальной добротности пеоестраиваемого по частоте резонатора L2).

Недостатком этого способа является то, что оь позволяет определить лишь одну характеристику колебаний исследуемого объекта — резонансную частоту.

Бель изобретения — повышение информативности.

Поставленная цель достигается тем, что при определении резончнсной частоты измеряют величину изменения добротности возбуждающего резонатора, затем возбуждают свободные колебания связанной системы резонатор - объект, измеряют время между. биениями ампли туд колебаний резонатора и по значениям измеренных величин рассчитывают декремент колебаний.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ измерения ха рактеристик колебания механических объектов.

Споссб измерения характеристик колебания механических объектов, заключающийся В определении их резонансной частоты по минимальной добротности перестраиваемого по частоте peaoffampa, отличающийся тем, что, 4О с пепью повышения его информативности, при определении резонансной частоты измеряют величину изме н ения добротности

1 возбуждающего резонатора, затем возбуждают свободные колебания связанной

45 системы резонатор- объект, измеряют время между биениями амплитуд колебаний резонатора и по значениям измеренных величин рассчитывают цекремент колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 474698, кп. 601 П 11/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по

ss заявке № 2587125/18-28, кл,401 Н 7/ОО, 1978 (прототип). ю

3 83

Схема содержит вькокодобрбтный струнный резонатор механических колебаний, выполненный из метаппической струны 1, помещенной в постоянное магнитное поле и закрепленной между двумя опорами 2 и 3, выполненными с изменяемым между ними расстоянием, усипитель 4, амплитудный дискриминатор 5, счетч :к 6 импульсов, частотомер 7, схему мостов сопротивлений 8-10, выкпюча гели 11 и 12, вольтметр 13, детектор " фильтром 14, электронный хроно м.етр 15.

Способ реализуется следующим образом .

Резонатор механически соединяют с . контролируемой поверхностью конструкции. Струна 1 резонатора, образуя плечо мостовой схемы сопротивлений, 8-10, колеблется в автогенераторном режиме. добротность струны измеряют при одновреь енном разъединении выкпючатепей

11 и 12. И1С, наведенная в струне, подается HQ иысокоомный вход и измеряется вольтметром 13. Кроме того, с помо пью дискриминатооа 5 и счетчика 6 импульсов непрерывно определяют логарифмический декремент затухания струны, по которому судят о ее доб— ротности $ . При совпадении частот копебаний резонатора и вибраиий элемента конструкпии происходит резкое уменьшение добротности струны резонатора, Частота, соответствующая минимальной добротности peaof атора, совпадает с частотой, соответствующей максимальной амплитуде раска ки элемента, конструкции, т.е. его резонансной частоте, .

Изменение добротности резонатора асар которое функционально связано с коэффипиентом акустической связи . резонатора с объектом и величиной затухания коле-1 баний > в объекте, измеряют вольтметром 13. По результатам измерения напряжения на струне возбуждающего резонатора судят о их совместной, функ. иионально связанной вепичине.

После этого возбуждают систему резонатор — исследуемый объект и представляют ей возможность свободно колебаться в механически связанном состоянии (при выключенном возбуждении резонатора) и измеряют электронным хронометром

15 промеЖуток времени (Т} между макси мумами в биениях амплитуды огибающей

2349 ф колебаний резонатора, продетектированных и о1фильтрованных фильтром 14. К 4

Применяя формулу

237fp

5 где — резонансная частота объекта, полученную путем математического анализа свободных колебаний системй с коэффициентом связи К между ее: элементами, находят величину К, подставляя которую в функиионапьную связь первого результата, вычисляют значение затухания в объекте

Применение предпагаемого способа измерения характеристик, колебания механических объектов позволяет одновременно измерять резонансную частоту, затухание колебаний в механических конст- рукциях и их эпе ентах и величину акустическсй связи резонатора с исследуемым

20 объектом. Кроме того, повышается точность измерения затухания, так как его определение по предлагаемому способу связано с легко измеряемыми с высокой точностью величинами амплитуды колебаний резонатора в режиме постоянного всэбужпения и времени между максимумами в огибающей амппитуд резонатора в пропессе свободных колебаний системы резонатор - исследуемый объект.

Формула изобретения

Составитепь А. Чистяков

Редактор Н. Егорова Техред Н.Келушак Корректор М. Коста

Заказ 3534/59 Тираж 484 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фипиап ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4