Устройство для резонансных виброиспытаний изделий

 

В.П. Большаков, С.В. Воробьев, А.А. Са

А.А. Сергеев и В.А. федоров (72) Авторы изобретения а —. к (73) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехн им. В. И. Ульянова (Ленина) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРОИСПЫТАНИЙ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть предназначено для резонансных виброиспытаний изделий.

Известно устройство для резонансных виброиспытаний иэделий, содержащее задающий генератор с элементом регулировки частоты, последовательно соединенные усилитель мощности и возбудитель колебаний, вибродатчик, ус- )p танавливаемый на испытуемом изделии, выход которого через коммутатор подключен к входу фазового детектора, второй вход которого подключен к вы-. ходу задающего генератора (1).

Недостатком этого устройства является возможность ложных срабатываний при возбуждении изгибных колебаний, при которых колебания происходят не на требуемой резонансной частоте, а на смежной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст2 ройство для резонансных виброиспытаний изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор с элементом регулировки частоты, усилитель мощности и возбудитель колебаний, вибрадатчик, устанавливаемый на испытуемом изделии, контур автоподстройки частоты, выполненный с двумя параллельно подключенными к вибродатчику цепями, первая из которых включает фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход — с входом элемента регулировки частоты, и первый элемент сравнения с подключенным к его второму входу источником опорного напряжения, а вторая цепь включает второй элемент сравнения с подключенным к его второму входу вторым источником опорного напря" жения, а вторая цепь включает второй элемент сравнения с подключенным к его второму входу вторым источником опорного напряжения, и ключ, вы3 945707 4 ход которого соединен с входом we- последовательно соединенные первый мента регулировки частоты. элемент 9 сравнения, входы которого

Устройство позволяет проводить подключены к выходу фазового детеквиброиспытания изделий с многоре- тора 1 и первому источнику опорного зонансной характеристикой. Работа напряжения (не обозначен), блок 10 устройства предусматривает режим совпадения, счетчик 11 периодов ко"грубой" настройки с помощью цепи . лебаний, подключенный также к выходу слежения за требуемой частотной областью, в пределах которой работает задающего генератора 3, блок 12 задержки, триггер 13 и ключ 14, выход цепь "тонкой" регулировки по фазово- 1î которого подключен к входу элеменму критерию резонанса. Устройство та 2 регулировки частоты, причем исключает возможность перехода на выход усилителя 8 через последовачастоту близлежащего резонанса Г21. тельно соединенные амплитудный деОднако в устройстве не предусмот- тектор 15 и второй элемент 16 сраврена возможность быстрого изменения 15 нения, к второму входу которого частоты при переходе от одного ре- подключен второй источник опорного зонанса к другому, а также автомати- напряжения (не обозначен), подключеский переход на другую резонанс- чен к второму входу блока 10 совпаную частоту после отработки требуе- дения, коммутатор 17, служащий для мого числа циклов на одной частоте. щ подключения генератора 3 к второму

Указанные факторы снижают произ- входу фазового детектора 1 неповодительность виброиспытаний. средственно и через инвертор 18. УпЦелью изобретения является повы- равляющий вход коммутатора 17 чешение производительности виброиспы- рез промежуточный каскад 19 подклютаний. 25 чен к выходу триггера 13.

Указанная цель достигается тем, Последовательно соединенные фазочто устройство снабжено последова- вый детектор 1, выход которого подтельно соединенными блоком совпаде- ключен также к элементу 2 регулировния, входы которого подключены к вы- ки частоты, первый элемент 9 сравневторую цепь на входе второго элемен- опорного напряжения. Обе цепи входят та сравнения, коммутатором, служащим в контур автоподстройки частоты задля подключения выхода задающего дающего генератора 3. генератора к второму входу фазового детектора непосредственно или через Устройство работает следующим обю инвертор, управляющий вход коммута- разом. тора подключен к выходу триггера, При включении устройства триггер а выход задающего генератора подклю- 13 устанавливается в нуль. Этому сочен также к входу счетчика периодов стоянию триггера 13 соответствует колебани" нулевой сигнал на выходе ключа 14 и коле аний. управляющее напряжение на выходе

На фиг. 1 представлена блок-схема согласующего каскада 19, при котором устройства; на фиг. 2 - фазочастот- коммутатор 17 соединяет второй вход ные характеристики испытуемых изде- фазового детектора 1 с выходом запалий. дающего генератора 3. Генератор 3 выУстройство содержит последователь- работает сигнал, частота которого

50 но соединенные фазовый детектор 1, определяется начальной уставкой элемент 2 регулировки частоты, за- и величиной сигнала, поступающего дающий генератор 3, усилитель 4 мощ- с выхода элемента 2 регулировки часности и возбудитель 5 колебайий, таты. Выходной сигнал генератора 3 вибродатчик 6, устанавливаемый на усиливается усилителем 4 мощности иопытуемом изделии 7, согласующий и через возбудитель 5 колебаний возусилитель 8, выход которого подклю- буждает колебания испытуемого издечен к входу фазового детектора 1, лия 7. С выхода вибродатчика 6 сигходам элементов сравнения, счетчи- зо ния с подключенным к нему источником ком периодов колебаний, выход которо- опорного напряжения образуют первую го подключен к его входу сброса, цепь автоподстройки частоты. Вторая блоком задержки и триггером, выход цепь включает амплитудный детектор 15, которого подключен к входу ключа, второй элемент 16 сравнения с подамплитудным детектором, включенным во35 ключенным к нему вторым источником

5 9457 нал, пропорциональ ный скорости изделия 7, через согласующий усилитель 8 поступает на первый вход фазового детектора 1. На выходе фазового детектора 1 образуется сигнал, пропорциональный по величине разности фаз сигналов, поступающих на входы фазового детектора

Подача выходного сигнала фазового детектора 1 на управляющий вход зле- 10 мента 2 регулировки частоты приводит к нарастанию сигнала на его выходе.

При этом начинает увеличиваться частота генератора 3. При приближении к резонансной частоте м. уменьша- и ется фазовый сдвиг между сигналами на входе фазового детектора 1. При приближении к резонансной частоте увеличивается также амплитуда колебаний испытуемого изделия 7. Поэтому при превышении опорного напряжения, подаваемого на вход второго элемента 16 сравнения, íà его выходе формируется уровень логической единицы, который подается на один из входов блока 10 совпадения. Около резонансной частоты, когда сигнал на выходе фазового детектора 1 оказывается меньше заданного сигнала ошибки, срабатывает первый блок 9 сравнения, и уровень логической единицы прикладывается к второму входу блока

10 совпадения. На выходе блока 10 формируется сигнал, устанавливающий такой коэффициент деления счетчика

11, при котором сигнал на выходе счетчика 11 формируется по прошествию заданного числа периодов колебаний испытуемого изделия на резонансной.частоте ц „, т.е. по прошествию цикла работы йа этой частоте. Сигнал с выхода счетчика 11 может быть использован для запуска электронносчетного частотомера, измеряющего резонансные частоты объекта. щей резонансной частоты испытуемого иэделия 7. Такие режимы необходимы как для обеспечения точных замеров значений резонансных частот, так и для проведения программных испытаний исследуемых иэделий.

Формула изобретения

Переход к режиму настройки на следующую резонансную частоту испытуемого иэделия происходит через интервал времени, необходимый для измерения значения предыдущей частоты. Необходимую временную задержку вносит блок 12 задержки. При появлении логической единицы на выходе блока 1О триггер 13 также устанавливается в единичное состояние.

В результате переклочается ключ 14, и к входу элемента 2 регулировки частоты прикладывается напряжение, 07 6 которое обеспечивает быстрое приращение частоты генератора 3. Одновременно выходным сигналом триггера 13 переключается согласующий каскад

19, и коммутатор 17 подсоединяет к второму входу фазового детектора

1 выход инвертора 18. В устройстве начинается процесс автоподстройки, который для объекта с фазочастотной характеристикой (фиг. 2а ) закончится на резонансной частоте u)<

Если испытуемый объект имеет фазочастотную характеристику (фиг.2,о), то вблизи частоты и)„, на выходе первого блока 9 сравнейия Формируется уровень логической единицы, а на выходе второго элемента 16 сравнения нулевой уровень, так как амплитуда колебаний испытуемого изделия

7 вблизи частоты и3 меньше заданного порога срабатывания второго элемента 16 сравнения. Укаэанная совокупность сигналов, поступающих на входы блока 10, обеспечивает появление выходного сигнала блока 10 который устанавливает минимально возможный коэффициент деления счетчика 11, равный, например, четырем или десяти. Поэтому время работы на частоте ш оказывается равным лишь четырем или десяти периодам колебаний, после чего происходит переход. к режиму настройки на резонансную частоту и . Цикл работы вблизи частоты м)„ не является рабочим, поэтому на выходе счетчика 11 не формируется сигнал, который может быть использован для запуска частотомера.

Таким образом, устройство обеспечивает режим последовательной настройки на резонансные частоты испытуемого изделия. Переход к настройке на последующую смежную частоту возможен лишь после цикла работы. устройства при сигнале с генератора 3 с частотой, равной значению предыдуУстройство для резонансных виброиспытаний изделий, содержащее после9457 до ва тель но соеди не нные задающий ген ератор с элементом регулировки частоты, усилитель мощности и возбудитель колебаний, вибродатчик, устанавливаемый на испытуемом изделии, контур автоподстройки частоты, выполненный с двумя параллельно подключенными к вибродатчику цепями, первая из которых включает фазовый детектор, второй вход которого сое- 30 динен с выходом задающего генератора, а выход - с входом элемента регулировки частоты, и первый элемент сравнения с подключенным к его второму входу источником опорного напря- ts жения, а вторая цепь включает второй элемент сравнения с подключенным к его второму входу вторым источником опорного напряжения и ключ, выход которого соединен с входом элемента щ регулировки частоты, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности виброиспытаний, оно снабжено последовательно соединенными блоком совпадения, вхо07 8 ды которого подключены к выходам элементов сравнения, счетчиком периодов колебаний, выход которого подключен к его входу сброса, блоком задержки и триггером, выход которого подключен к входу ключа, амплитудным детектором, включенным во вторую цепь на входе второго элемента сравнения, коммутатором, служащим для подключения выхода задающего генератора к второму входу фазового детектора непосредственно или через инвертор, управляющий вход коммутатора подключен к выходу триггера, а выход задающего генератора подключен также к входу счетчика периодов колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 596848, кл. G 01 М 7/00, 1978 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2064924/25-28, кл. G Of И 7/00, 1974 (прототип).

945707

Составитель А. Каратыш

Редактор Н. Лазаренко Техред И . Надь Корректор О. Билак

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5318/60

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