Устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию

 

авиационный институт им. А.Н.. Туполева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

НА СЛУЧАЙНУЮ ШИРОКОПОЛОСНУЮ ВИБРАЦИЮ

Устройство относится к технике вибрационных испытаний и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.

Известно устройство для испытания изделий на воздействие широкополосной случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума, блок формирования возбуждающего сигнала, вибростенд, блок анали о эа сигнала вибродатчика и блок автоматического управления (1).

Недостатком устройства является низкая добротность формирующих и анализирующих фильтров, а также низ15 кая точность формирования и воспроизведения энергетического спектра, обусловленная взаимным влиянием характеристик фильтров каналов формирования возбуждающего сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель выходы которых связаны со входами сумматора, соединенного с вибростендом, вибродатчик, подключенный через согласующий усилитель к входам анализирующих каналов, каждый из которых включает последовательно соеди. ненные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входа" ми регулируемого усилителя соответ" .ствующего формирующего канала 2).

Недостатком этого устройства является низкая точность формирования энергетического спектра вибрации, обусловленная зависимостью формируемого спектра от амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) формирующих

его полосовых фильтров. Поскольку передний и задний фронты АЧХ фильтров

930038 4

35

50

3 имеют вид плавных кривых, в полосе пропускания соседних фильтров возникают зоны перекрытия, снижающие точность формирования спектра.

Цель изобретения - повышение точности формирования энергетического спектра вибрации.

Эта цель достигается тем, что устройство для испытания иэделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых.:: . включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель, выходы которых связаны с, входами сумматора, соединенного с. вибростендом, вибродатчик, подклю- ченный через согласующий усилитель к входам.анализирующих каналов, каждый из которых включает последо. вательно соединенные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входами регулируемых усилителей соответстйующих формирующих каналов, снабжено генератором синусоидального сигнала и двумя избирательными цепями с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигнальные входы которых подключены соответственно к первому и второму ге- нераторам белого шума, а управляющие входы — к выходам генератора синусоидального сигнала, выход первой избирательной цепи подключен к

-входам нечетных формирующих каналов, а выход второй избирательной цепик входам четных формирующих каналов..

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 эпюры спектральных плотностей выходных сигналов фильтров.

Устройство для испытания изделий на воздействие случайной широкополосной вибрации содержит два генератора l и 2 белого шума, две избират тельных цепи 3 и 4 с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигналь" ные входы которых подключены соответственно к первому. и второму генераторам 1 и 2 белого шума, генератор 5 синусоидального сигнала, к выходам которого подключены управляющие входы омических сопротивлений измерительных цепей 3 и 4, нечетные

6 и четные 7 формирующие каналы,, каждый из которых включает. последовательно соединенные полосовой

Фильтр 8 и регулируемый усилитель 9, выход первой избирательной цепи 3 подключен к входам нечетных формирующих каналов 6, выход второй из" бирательной цепи 4. подключен к входам четных формирующих каналов 7, последовательно соединенные сумматор

10, вибростенд 11, вибродатчик 12, согласующий усилитель 13 и анализирующие каналы 14, каждый из кото. рых включает последовательно соединенные фильтр 15, измеритель 16 дисперсии и блок 17 сравнения, причем входы сумматора 10 соединены с выходами формирующих каналов 6 и а выходы анализирующих каналов 14 подключены к управляющим входам регулируемых усилителей 9 в каждом формирующем канале 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы генераторов 1 и 2 белого шума с равномерным спектром поступают на входы избирательных цепей 3 и 4, омическое сопротивление которых может управляться внешним управляющим сигналом, источником которого является генератор 5 синусоидального сигнала, имеющий два противофазных выхода.

В результате изменения величины омического сопротивления в избира тельной цепи 3 и 4 выходной сигнал имеет изрезанный спектр (фиг. 2).

При управлении омическими сопротивлениями противофазными сигналами спектры выходных сигналов избирательных цепей 3 и 4 имеют сдвиг всплесков на величинуЯ. 2 (фиг.3а, б) где Q. - -частота гармонического управляющего. сигнала на выходах генератора 5. Таким образом, сигналы, поступающие на формирующие каналы 6 и 7, имеют не равномерные, а изрезанные спектры и оказываются согласованными с соответствующими

АЧХ полосовых фильтров 8 (фиг,3 в,г1 нечетных и четных формирующих каналов 6 и 7. В.результате согласования спектра входных сигналов с АЧХ полосовых фильтров увеличивается автономность формирующих каналов

6 и 7 за счет слабого проникновения в каждый канал формирования сигнала с соседних каналов (фиг.3 д), что и увеличивает точность формирования спектра вибраций °

Сигнал с выхода сумматора 10 поступает на вибростенд ll и далее через

5 93 вибродатчик 12 и согласующий усилитель 13 - на анализирующие каналы

14, где происходит расфильтрование сигнала по каналам. Сигнал с полосовых фильтров 15 через измерители .16 дисперсии поступает на первые входы блоков 17 сравнения, на вторые входы которых поступают эталонные значения дисперсии в данной полосе. С выходов блоков 17 сравнения сигнал рассогласования поступает на управляющие входы регулируемых усилителей

9 в каждом формирующем канале 6 и 7, где за счет изменения коэффициента усиления устанавливается заданный уровень сформированного сигнала.

Использование устройства позволяет повысить точность формирования спектра- вибраций за счет увеличения автономности каналов формирования путем предварительной коррекции спектра сигнала генераторов шума.

Э формула изобрел ения

Устройство для испытания изделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее два генератора белого шума, нечетные и четные формирующие каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр и регулируемый усилитель, 0038 выходы которых связаны с входами сумматора, соединенного с вибростендом, вибродатчик, подключенный через согласующий усилитель к входам ана5 .лизирующих каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, измеритель дисперсии и блок сравнения, выходы которых связаны с управляющими входами регулируемых усилителей соответствующих формирующих каналов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования энергетического спектра вибрации, оно

15 снабжено генератором синусоидального сигнала и двумя избирательными цепями с регулируемыми омическими сопротивлениями, сигнальные входы которых подключены соответственно к nepzo вому и второму генераторам белого шума, а управляющие входы - к выходам генератора синусоидального сигнала, выход первой избирательной цепи подключен к входам нечетных форми25 рующих каналов, а выход второй избирательной цепи — к входам четных

0 формирующих каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Зо 1. Авторское свидетельство СССР

N 419755, кл. G 01 M 7/00, 1974.

2. Патент США Н 3163809, кл. 318-132, 1964 (прототип)., 930038 нече я(vem

Фиг. д

Составитель Л. Казанская

Редактор Т. Кугрышева Техред М. Гергель Корректор А. Дзятко

Заказ 3452/51 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент",. г.ужгород, ул.Проектная, 4