Устройство для резонансных виброиспытаний

(61) 8 (21) 3 (22) 3 (46) 1 (71) Ин ния АН инженер 796350284/,11.85. Бюл. У ститут проблем УССР и Харьков ов коммунально 42машиностроекий институто строитель(72) А.Е. Б и В.И. Савч (53) 620. 17 (56) Авторс У 887963,-к ый о, Е.А,.5(0 ое с 8)етельство СССР М 7/00, 1980. ДЛЯ РЕЗОНАНС(54) (57) УСТ НЫХ ВИБРОИСП У 887963, о НИЙ по алича е с 1 ОСУДАРСТВЕННЫ( КОМИтат СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТВ ИД И ОТНРЦ ЩР ОПИСАНИЕ ИЗОБИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабже но счетчиком, дешифратором, формирователем числа уровней, блоком аналоговых ключей и блоком задания опорных напряжений, причем перчвыи вход счетчика подключен к выходу блока задания числа циклов, второй - к выходу формирователя числа уровней, а выходы - к входам дешифратора, выходы которого соединены с входами формирователя числа уровней и блока аналоговых ключей, вторые входы котооых соединены с выходами блока задания опорных напряжечнии, а выход - с вторым входом блока сравнения.1 1191Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устрой-ствам для резонансных виброиспытаний и является дополнительным косновному по авт. сз. В 887963. 5Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства.На чертеже представлена структурная схема устройства для резо" Онансных виброиспытаний.Устройство содержит последовательно соединенные задающий генера- .тор 1, регулятор 2 амплитуды, первыйрегулятор 3 программы, усилитель 4 15мощности и возбудитель 5 колебаний,первый 6 и второй 7 вибропреобразо;ватели, первый 8 и второй 9 согласующие блоки, первый 10 и второй 11формирователи импульсов, выходы которых подключены к входам фазовогоключа 12, последовательно соединенные преобразователь 13 фаза-аналог,блок 14 сравнения, элемент 15 блокировки, первый реверсивный усилитель 2516, имеющий вход блокировки, подключенный к выходу второго реверсивного усилителя 17, последовательно соединенные преобразователь18 частота-аналог, вход которого объ-ЗОединен с выходом формирователя 11 импульсов и вторым входом фазового ключа 12, блок 19 установки частотногодиапазона и второй реверсивный усилитель 17, последовательно соединенные35второй регулятор 20 программы, содержащий собственно регулятор, аналогичный первому регулятору 3, установленный в цепь обратной связи усилителя (не показан, и выпрямитель 21с фильтром низких частот, выход которого подключен к управляющему входурегулятора 2 амплитуды,Сигнальные выходы усилителей 16 и17 подключены к входам элемента 22 45настройки частоты, выход которогоподключен к управляющему входу задающего генератора 1.Устройство имеет также задатчик23 программы, вход которого соединен с блоком 24 задания числа циклов,подключенным также к входу ждущегомультивибратора 25, выходом подключенного к управляющему входу элемента 15 блокировки, а выход - к управляющим входам первого 3 и второго 20регуляторов программы, последовательно соединенные счетчик 26,. первый 769 2вход которого подключен к выходублока 24 задания числа циклов, авторой - к выходу формирователя 27числа уровней, и дешифратор 28, выхо-,ды которого соединены с Входами формирователя 27 числа уровней и блока.29 аналоговых ключей, вторые входыкоторого соединены с выходами блока30 задания опорных напряжений, авыход - с вторым входом блока 14, сравнения.Элементы 12-16 образуют первуюцепь, а элементы 18, 19 и 17 - вторуюцепь автоподстройки частоты,Цепь стабилизации и задания уровня вибраций включает элементы 20-24.Устройство работает следующим образом.При постоянной амплитуде нагружения уход собственной частоты испытуемого изделия приводит к изменениюфазово 1 о сдвига между сигналами,снимаемыми с вибропреобразователейб и 7, что вызывает изменение входного сигнала преобразователя 13 фазааналог. В результате этого на выходеблока 14 сравнения появляется разностный сигнал (знак которого определяет направление отработки частоты),управляющий через элемент 15 блокировки и первый усилитель 16 элементом22 настройки частоты задающего генератора 1.Для исключения перехода устройства при изменении частоты на близлежащие резонансы испытуемого изделия сигнал с вибропреобразователя6 через согласующий блок 9 и формирователь 11 поступает на вход преобразователя 18 частота-аналог. Выходной сигнал этого преобразователясравнивается в блоке 19 установки частотного диапазона с регулируемым опорным напряжением, величина которого определяет частотузаданного резонансного режима. Приуходе частоты разностный сигналпоступает на вход реверсивногоусилителя 17, который управляетэлементом 22 настройки частоты задающего генератора . При уходе частоты в зоне выставленного частотного диапазона работает первая цепь автоподстройки. В случае выхода из установленной эоны срабатывает вторая цепь установки частотного диапазона и воздействует на элемент 22 настройки частоты30 ВНИИПИ Заказ 7149/39 Тираж 896 Подписное 11 евФилиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 з 1191задающего генератора. При этом первая цепь автоподстройки частоты бло-кируется до тех пор, пока устройствоне вернется в исходное состояниепо цепи установки частотного диапазона. После этого включается первая цепь автоподстройки частоты.Задание дискретной программы нагружения осуществляется с помощью задатчика 23 программы, который вырабатывает напряжение управления, подающееся одновременно на регуляторы3 и 20 программ, установленные соответственно в цепи прямой и обратной связи, и задает число повторений ступеней программы. Коэффициент передачи регулятора 20 программы в каждой точке обратен коэффициенту передачи регулятора 3 программы. Вследствие этого изменение Зпрограммы задатчиком 23 программывызывает изменение величины нагруже-,ния испытуемого изделия, не вызывая при этом изменения сигнала цепи обратной связи по нагружению, 25что исключает переходные процессыв устройстве. Стабилизация нагружения при этом достигается изменениемкоэффициента передачи регулятора2 амплитуды.Переключение с одной амплитудына другую осуществляется после отработки требуемого числа циклов посигналу с блока 24 задания числациклов. Одновременно блок 24 заданиячисла циклов осуществляет запускжду 35щего мультивибратора 25, длительность импульса которого выбираетсязаведомо большей длительности переходного процесса, происходящегов устройстве при переключении про-.граммы нагружения. Сформированныйимпульс поступает на управляющийвход элемента 15 блокировки, которыйотключает Фазовую систему стабилизации от элемента 22 настройки частоты45на время переходного процесса. По.окончании переходного процесса всистеме включается цепь фазовойавтоподстройки частоты и обеспечи- .вается поддержание резонансного режи 50ма (при испытании линейных изделийпо углу сдвига фаз между колебаниями стола возбудителя 5 колебаний и ис 769 4пытуемого изделия, равному фй /2 при любой амплитуде колебаний/.В случае испытания изделий с нелинейными амплитудно- и фазочастотными характеристиками осуществляют изменение опорного напряжения первой цепи автоподстройки, определяющего требуемый фазовый сдвиг на резонансе изделия. Это напряжение является ступенчатым напряжением постоянного тока, значения ступеней выставляют заранее в соответствии с амплитудами программы нагружения и подают на второй вход блока 14 сравнения. В этом случае импульсы, определяющие момент переключения амплитуды нагружения, поступают одновременно на счетный вход: двоичного счетчика 26. С выхода счетчика 26 число в параллельном двоичном коде поступает на вход дешифратора 28, на одном из выходов которого появляется единичный сигнал. При этом первой ступени нагружения соответствует сигнал на первом выходе дешифратора 28, второй - на втором и т.д. Сигналы с выхода дешифратора включают соответствующий ключ блока 29 аналоговых ключей и на выходе блока 29 появляется опорное напряжение, поступающее с блока 30 зада" ния опорных напряжений и определяющее фа:живый сдвиг при задаваемой амплитуде колебаний. Количество уровней опорного напряжения определяется формирователем 27 числа уровней, представляющим собой переключающее устройство, которое подает импульс сброса на счетчик 26 с (и+1)-го выхода дешифратора 28, где и - число ступеней в наборе программы. При этом счетчик 26 возвращается в исходное состояние, соответствующее первой ступени нагружения, и на блок 14 сравнения вновь подается первое опорное напряжение.Изобретение позволяет проводить испытания изделий с нелинейными характеристиками на резонансной частоте, что расширяет функциональныевозможности известного устройства1так как позволяет достичь повышенныхнагрузок при испытаниях на резонансных частотах изделий, имеющих нелинейные характеристики.