Электродинамический вибростенд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 01 М 7/ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЮЮЮВ+ффф ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ Ковальски ский инст ия механи- М., "Мир",ство СССР 1980(54)(57) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИИ ВИБРОСТЕНД по авт. св. В 946686, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(прототип)обеспечения параллельного определения нескольких динамических характеристик объекта, он снабжен подключенными к обмотке обратной связипервым масмгабным усилителем, дифференциатором с масшгабным усилите"лем и интегратором с масштабным усилителем, подсоединенным.к их выходампервым переключателем, включенныммежду усилителем мощности и подвижной катушкой датчиком тока, подключенным к его выходу вторым масаеабным усилителем, подключенным к последнему и к первому переключателючерез второй переключатель блокомделения, соединенным с выходами второго переключателя и подключеннымк блоку деления индикатором.Изобретение относится к технике вибрационных испытаний.Известен электродинамический вибростенд, в котором для измерения динамических характеристик объекта, подвергаемого виброиспытаниям, на стол электродинамического возбудителя колебаний укрепляют импедансную головку, содержащую датчик силы и датчик скорости или датчик ускорения, через которую возбудитель при соединяют к испытуемому объекту. В этом вибростенде датчиком силы измеряют переменную (обычно синусо.идальную изменяющуюся) силу, подводимую к испытуемому объекту, а датчи 15 ком скорости или датчиком ускорения, соответственно, измеряют скорость или ускорение испытуемого объекта в точке приложения переменной силы 13,По измеренным величинам судят о 20 полном механическом сопротивлении (импедансе) испытуемого объекта, его подвижности (инертансе) и кажущейся массе объекта в точке приложения силы. Импедансная головка поэ воляет измерить силу, скорость или ускорение только в той точке испытуемого объекта, к которой она присоединена. Измерить, например, кажущуюся массу испытуемого объекта в целом на таком вибростенде нельзя.По основному авт, свид,. Р 946686 известен электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод, в воздушном зазоре которого расположе- З на подвижная катушка, скрепленная со столом и подключенная к выходу усилителя мощности, и обмотку обратной связи, закрепленную неподвижно на магнитопроводе и подключенную через звено обратной связи к входу усилителя мощности. В обмотке Обратной связи вибростенда наводится ЭДС, пропорциональная колебательной скорости его подвижной системы, Этот сигнал может быть использован для измерения колебательной скорости стола вибростенда. В таком вибростенде при отрицательной обратной связи, изменяя ее величину, можно изменять степень затухания собственных колебаний подвижной системы до их подавления. Изменяя характер передаточной Функции звена обратной связи, можйо влиять на характер демпфирования подвижной системы. Обеспечение демп ,фирования вплоть до подавления собственных колебаний подвижной системы возбудителя повышает точность воспроизведения закона изменения задающего сигнала, т.е. повышает точность 60 вибростенда (.2 3.Недостатком вибростенда является невозможность одновременного получе- ния нескольких динамических характеристик объекта. 65 Цель изобретения - обеспечение параллельного определения нескольких динамических характеристик объекта.Поставленная цель достигается тем, что электродинамический вибростенд, содержащий магнитопровод, в воздушном зазоре которого расположена подвижная катушка, скрепленная со столом и подключенная к выходу усилителя мощности, обмотку обратной связи, закрепленную неподвижно на магнитопроводе и подключенную через звено обратной связи к входу усилителя мощности, снабжен подключенными к обмотке обратной связи первым масштабным усилителем, дифференциатором с масштабным усилителем и интегратором с масштабным усилителем, подсоединенным к их выходам первым переключателемвключенным между усилителем мощности и подвижной катушкой дачтиком тока, подключенным к его выходу вторым масштабным усилителем, подключенным к последнему и к первому переключателю через второй переключатель блоком деления, соединенным с выходами второго переключателя и подключенным к блоку деления индикатором.На чертеже представлена блок-схе ма электродинамического вибростенда,В воздушном зазоре 1 магнитопровода 2 расположена подвижная катушка 3, скрепленная со столом 4 и подключенная к выходу усилителя 5 мощности. Катушка 3 и стол 4 образуют подвижную систему электродинамического возбудителя колебаний вибростенда. Подвижная система может быть упруго подвешена или установлена на подвесе, обладающем нулевой жесткостью в направлении главного движения по оси Х . Обмотка б обратной связи закреглена неподвижно на центральном керне магнитопровода 2 и подключена через звено 7 обратной связи к входу усилителя 5 мощности, на который подан сигнал возбуждения. К столу 4 жестко прикреплен ферромагнитный якорь 8, взаимодействующий с магнитопроводом 2 и катушкой б обратной связи, которая подключена также к входам масштабного усилителя 9, дифференциатора 10 с масштабным усилителем и интегратора 11 с масштабным усилителем, выходы которых через первый переключатель 12 присоединены к одному из входов второго переключателя 13. Между выходом усилителя 5 мощности и подвижной катушкой 3 включен датчик 14 тока, который может быть выпОлнен, например, в виде безиндукционного резистора. Падение напряжения на этом резисторе пропорционально проходящему через него .и, следовательно, через подвиж1067384 45 поделив сигнал О (Р) на О (А). 50 Составитель В. ЛопухинРедактор Н, Воловик Техред Ж,Кастелевич Корректор Г.Огар 1Заказ 11200/46 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ную катушку 3 току. Выход датчика14 тока подключен к входу второгомасштабного усилителя 15, выход которого подключен к второму входувторого переключателя 13, выходкоторого присоединен к входу блока16 деления с индикатором 17.На стол 4 установлен испытуемыйобъект 18.Электродинамический вибростендработает следующим образом,Через катушку 3, находящуюсяв постоянном магнитном поле воздушного зазора 1, протекает ток Э (1),создаваемый усилителем 5 мощностиэлектрического сигнала О (1), поданного на его вход, при этом нанее воздействует сила Р (С) =7 Н)ВОгде 8 - индукция магнитного поляв воздушном зазоре,- длина проводника катушки 3. Сила Р (Ф) изменяется по закону изменения тока Э(1)8 и 9 - конструктивные. постоянныеэлектродинамическиевозбудители колебаний вибростенда.При колебаниях подвижной системыв результате изменения магнитногосопротивления в промежутке междуякорем 8 и магнитопроводом 2 магнитное поле, пересекающее витки обмотки 6 обратной связи, колеблется повеличине, причем закон колебаниямагнитного поля совпадает с закономколебания подвижной системы, т.е,стола 4, к которому прикрепленякорь 8.Таким образом, в обмотке 6 обратной связи йаводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения величинымагнитного поля, а значит и колебательной скорости подвижной системы.Этот сигнал О(Ч) в вибростенде используется для изменения колебательной скорости - Ч стола Сигнал О (Ч ) через звено 7 обратной связи подан на вход усилителя 5 мощности, на который одновременно подан сигнал О(1) возбуждения. Изменяя коэффициент обратной связи и передаточную функцию звена 7, изменяют коэффициент и характер демпфирования подвижной системы возбудителя колебаний. В данном случае, при отключении звена 7 демпфирование отсутствует,5 30 5 20 25 30 35 40 На выходе масштабного усилителя9 сигнал О(Ч) пропорционален колебательной скорости стола 4. На выходедифференциатора 10 с масштабным усилителем сигнал О(д) пропорционаленколебательному ускорению стола 4,На выходе интегратора 11 с масштабным усилителем сигнал О (5 ) пропорционален колебательному смещениюстола 4,Первым переключателем 12 выбирают любой из перечисленных сигналови подают на один из входов второгопереключателя 13.При неизменных 8 и 1 сила Рразвиваемая электродинамическим возбудителем колебаний, линейно зависит от тока 7, протекающего черезподвижную катушку 3. Следовательно,сигнал на выходе датчика 14 токапропорционален силе Р , развиваемойвозбудителем колебаний и прикладываемой со стороны стола 4 к испытуемому объекту 18. На выходе масштабногоусилителя 15 сигнал О (Р) также пропорционален силе, прикладываемой состороны стола 4 к испытуемому объекту 18, этот сигнал подается на второй вход второго переключателя 13.С выходов переключателя 13 сигналы подаются на входы блока 16 деления. Переключатель 13 предназначендля взаимной перемены сигнала делимого и сигнала делителя, т,е. он обеспечивает деление сигналов, пропорциональных смещению, скорости или ускорению, на сигнал, пропорциональный силе и наоборот. Результат деления отображается индикатором 17В результате испытания на вибоостенле объекта 18 получают инфоомацию о податливости объекта, поделивсигнал О(5) на сигнал О ( Р), о под"викности объекта, поделив сигналО (Ч) на О (Г); о инертансе объекта,поделив сигнал ОА на О ( Р); о дина" мической жесткости объекта, поделив, сигнал О ( Й ) на О ( 5); о импедансеобъекта поделив сигнал О (Р) наО (М); о кажущейся массе объекта,Предлагаемый вибростенд позволяет получить при испытаниях дополнительную информацию о нескольких динамических характеристиках объекта испытаний й источника возбуждения.