Установка для определения динамической характеристики объекта

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»994949 (. в /

° г ,г и (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 090231 (21) 3245072/25-28 с присоединением заявки ¹вЂ”

Р М К з

С 01 М 7/00

Государственный ковитет, C,(: С.P но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070283. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 07.02.83 ($3) УДК 620.178.7 (088.8) 3

J е

М (72) Авторы изобретения

Ю.В.Иванов и В.П.Трофимов а..

Научно-исследовательский институт интроскопнй ----... (71) Заявитель (54 ) УСТАНОВКА ДЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЕЪЕКТА

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов на одиночный удар, а именно,к установкам для определения динамических характеристик объектов °

Известна установка для определения динамических характеристик объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту,устанавливаемый на исследуемом объекте датчик ускорения, выход которого соединен через согласующее устройство с анализатором спектра, содержащим блок фильтров нижних частот, блок полосовых фильтров, блок амплитудных детекто.ров и устройство отображения (1 ).

Недостатком этой установки является необходимость воздействия на объект ударным импульсом нормированной форьы и необходимость аналитической или графоаналитической обработки результатов. измерений.

Наиболее близкой к изобретению по техническому существу является установка для определения динамической характеристики объекта в цифровой форме, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход которого подключен к устройству отображения через согласующий усилитель и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализатор спектра (2 ).

Эта установка осуществляет определение лишь формы и спектра Фурье импульса отклика, а определение ударного спектра осуществляется расчетным путем.

Целью изобретения является аппаратурное определение ударного спектра объекта при нагружении импульсом произвольной формы., Поставленная цель достигается тем, что установка для определения динамической характеристики объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход которого подключен к устройству отображения через согласуктдий усилитель и последовательно соединенные аналого« цифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализатор спектра, снабжена блоком коммутаторов.

994949 блоком фильтров нижних частот, цифроаналоговым преобразователем, блоком амплитудных детекторов, блоком запуска, генератором тактовой частоты и счетчиком циклов, выход согласующего усилителя соединен с входом аналогоцифрового преобразователя через последовательно соединенные блок коммутаторов и блок фильтров нижних частот, другой выход запоминающего устройства подключен к одному иэ входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом согласующего усилителя, к выходу анализатора спектра подключен один вход блока амплитудных детек- 15 торов, выход которого соединен с входом устройства отображения, выход блока запуска подключен к одному из входов генератора тактовой частоты, выход которого через счет- gp чик циклов соединен с другими входами блока коммутаторов, аналого-цифрового преобразователя и цифроаналогового преобразователя, а другие выходы счетчика циклов соединены со входом блока запуска и другими входами блока амплитудных детекторов и генератора тактовой частоты.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемой установки.

Установка содержит устройство 1 для приложения одиночного ударного импульса произвольной форьы к исследуемому объекту 2, на котором установлен датчик 3 ускорения, выход которого подключен к устройству 4 отображения через последовательно соединенные согласующий усилитель 5, блок б коммутаторов, блок 7 фильтров нижних частот, аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 8, запоминающее 40 устройство 9, цифровой анализатор

10 спектра и блок 11 амплитудных детекторов. Другой выход запоминающего устройства (ЗУ ) 9 подключен к одному из входов цифроаналогового преобра- 45 зователя (IIAIT) 12, выход которого соединен с другим входом согласующего усилителя 5. Установка содержит также блок 13 запуска, подключенный выходом к одному из входов генерато- 5р ра 14 тактовой частоты, выход которого соединен со входом счетчика

15 циклов, один из выходов которого подключен к другому входу блока б коммутаторов, другой выход подключен 55 к другому входу АЦП 8, третий выход соединен с другим входом блока ЦАП 12, четвертый выход соединен с другим входом генератора 14 тактовой часто- ты, пятый выход подключен ко входу блока 13 запуска, а шестой выход соединен с другим входом блока 11 амплитудных детекторов, Установка работает следующим образом. б5

В первый момент при соударении устройства 1 с исследуемым объектом

2 включается блок 13 запуска (выполненный, например, в виде фотодиода с источником света и триггером, изменяющим уровень напряжения на своем выходе при пересечении светового потока движущимся устройством 1 ), который включает генератор 14 тактовой частоты, с выхода которого поступают тактовые импульсы на счетные схемы счетчика 15 циклов, С младшего разряда счетчика 15 циклов на другие входы блока б коммутаторов, АЦП 8 и ЦАП 12 поступают импульсы минимальной длительности

B

Блок б коммутаторов, в связи c поступившим на его второй вход сигналом с младшей пересчетной схеж счетчика 15 циклов, подключает в блоке 7 фильтров нижних частот фильтр, обладающий наибольшей иэ установленных частот среза.

С выхода блока 7 фильтров нижних частот отфильтрованный импульсный аналоговый сигнал поступает на первый вход АЦП 8, где преобразуется в дискретные цифровые отсчеты импульса удара, значения которых подаются в

ЗУ 9.

После заполнения Зу 9 с его второго выхода, когда ударный импульс длительностью окажется полностью зарегистрированным за время наблкдения Т, с максимальной частотой, соответствующей дискретизации д1пр„е„„

Ф. импульс поступает на цифровой анализатор 10 спектра, выполненный на основе блока быстрого преобразования Фурье, с выхода которого спектр

"Фурье импульса поступает на блок 11 амплитудных детекторов, где выделяется пиковое значение амплитуды спектра в каждом из его разрядов. Одновременно с этим с первого выхода Зу 9 зарегистрированный импульс поступает. на один из входов IlAII 12, на другой вход которого поступают импульсы минимальной длительности с третьего выхода счетчика 15 циклов, снова преобразуется в аналоговый импульсный сигнал, который. подается на другой вход согласующего усилителя 5 для повторного анализа. Этот сигнал на втором цикле анализа вновь поступает на блок б коммутаторов, на другой вход которого одновременно поступает сигнал со следующей счетной схемы счетчика 15 циклов, благодаря чему блоком 6 коммутаторов подклнчается в блоке 7 фильтров нижних

° 5, 994949 частот следующий фильтр, частота среза которого ()меньше частоты среза (F „,„„„ ) на первом цикле анализа.

Все остальные операции над сигналами аналогичны описанным. Кроме того, что частота дискретизации на втором цикле анализа а цнализа = 2 прмема

Затем процесс циклически повторяется до тех пор, пока счетчиком

15 циклов не пройдены все циклы пересчета, после чего с его шестого выхода поступает командный импульс на второй вход блока 11 амплитудных детекторов, с четвертого выхода- на другой вход генератора 14 тактовой частоты, а с пятого — на вход блока 13 запуска, которыми (импульсами) сбрасываются, соответственно, пиковые значения амплитуд на резонансных частотах фильтров анализатора 10 спектра в устройство 4 отображения, выключается генератор 14 тактовой частоты, а блок 1 3 запуска взводйтся для повторного срабатывания устанбвки.

Таким образом, на выходе устройства 4 отображения получен действительный ударный спектр объекта 2 как его динамическая характеристика, полученная в результате воздействия на объект импульса произвольной формыi

Использование изобретения позволяет осуществить измерение ударного спектра при воздействии на объект ударным импульсом произвольной формы, что способствует сокращению времени испытаний и повышению коэффициента использования оборудования.

Формула изобретения

Установка для определения динами.ческой характеристики объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к,исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход кото рого подключен к устройству отображения ереэ согласующий усИлитель и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, з апоми5 нающее устройство и цифровой анализатор спектра, о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью аппаратурного определения ударного спектра объекта при нагружении импульсом произвольной форьы, она снабжена блоком коммутаторов, блоком фильтров нижних частот, цифроаналоговым преобразователем, блоком амплитудных детекторов, блоком запуска, генератором тактовой частоты и счетчиком циклов, выход

15 согласующего усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через последовательно соединенные блок коммутаторов и блок фильтров нижних частот, другой выход

2О запоминающего устройства подключен к одному из входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с другим входом согласующего усилителя, к выходу анализатора спект25 ра подключен один вход блока амплитудных детекторов, выход которого соединен с входом устройства отображения, выход блока запуска подключен к одному иэ входов генератора такто () вой частоты, выход которого через счетчик циклов соединен с другими входами блока коммутаторов, аналогоцифрового преобразователя и цифроаналогового преобразователя, а другие выходы счетчика циклов соединены со входом блока запуска и другими входами блока амплитудных детекто ров и генератора тактовой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4О 1. Каталог фирьы "Брюль и Къер".

Раздел "Анализирующие и выравнивающие .системы для автоматического испытания -на случайные вибрации и механические удары. Модели 3378, 3379, 3380, 45 1975.

2. Каталог фирмы 1M V .Разделы

"Виброиспытательная система модели

IDICS-7216", 1978 (прототип ).