Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях

(19) ( 01 Н БРЕТЕН КОМУ С К АВТ ЕЛЬСТВ змериользовассеянияаниях о,вы- иобъек оглощения энерг аксимуя и виб" е выделения частолитуд виброперемещ СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ;,(54) УС ЭФФИЦИЕ ОБЪЕКТЕ (57) Из тельной иодля о энергии механич шения т циента на осно мов амп РОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КТА ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВПРИ КОЛЕБАНИЯХбретение относится к итехнике и может быть испределения параметров рав материалах при колебских объектов. С целью почности определения коэффроскорости в устройство, содержащее генератор 1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователь 4, объект 6, вибропреобразователь 5, введены согласующие усилителии 8 гетеродинные сопровождающие фильтры 9 и 10, амплитудные детекторы 11 и1404836 блок 15, блок 16 индикации. Коды частот максимумов амплитуд виброперемещения и виброскорости соответственнои у с выходов ключей 13 и 14 поступают на арифметический блок, выполняющий операцию вычисления коэффициента поглощения (р по формуле:Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметроврассеяния энергии в материалах приколебаниях механических объектов.Цель изобретения - повышение точности за счет измерения коэффициентапоглощения энергии, характеризующегорассеяние энергии, в результате внутреннего трения, а не объединенные иприведенные к данному виду потери натрение.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства. 15Устройство содержит генератор.1,усилитель 2 мощности, вибратор 3,вибропреобразователь 4, вибропреобразователь 5, установленный на объекте 6, согласующие усилители 7 и 8, 20гетеродинные сопровождающие фильтры9 и 10, амплитудные детекторы 11 и12, ключи 13 и 14, арифметическийблок 15, блок 16 индикации,Устройство работает следующим образом.Генератор 1 осуществляет развертку частоты электрического сигнала взаданном диапазоне частот, которыйпосле усилителя 2 мощности преобразуется вибратором 3 в механические колебания-вибрации, уровень которыхстабилизируется цепью компрессии: виб-ратор 3 - вибропреобразователь 4 -согласующий усилитель 7 - гетеродинный сопровождающий фильтр 9 - входкомпрессии генератора 1. Поддержаниепостоянства амплитуды виброперемещения вибратора 3 обуславливается необходимостью снятия неискаженной амплитудно-частотной характеристикиобъекта 6, что возможно вследствиеобразования системы вибратор - объектиспытаний даже при предварительно правильно выбранном режиме холостого хода.Установленный на объекте 6 вибропреобразователь 5 преобразует виброперемещение Я (а) в электрический сигнал Ц,(а) который после усилителя 8, фильтра.10 и амплитудного детектора 11 поступает на управляющий вход первого ключа 13, На частоте амплитудного резонанса Я = Ио обеспечивается условие 3 Б(я) /За=0 или ЗБ,(и) /Зя=О, т,е. импульс на выходе амплитудного детектора 11 открывает ключ 13 и код частоты с выхода генератора 1, подключенного к информационному входу ключа 13, поступает на первый вход арифметического блока 15.Уравнение движения механической системы с "внутренним" трением имеет вид Сг+3.С;+Я А) Я (х,а) =Е (х),где Я(х,я) - комплексные амплитудыколебаний системы в точках х;внешняя сила;частота воздействия; инерционный оператор системы;вязкоупругий оператор системы,Е+(х) АС +хС; причем Сгдекоэффициент поглощения энергии в механической системе;С г - упругий оператор системы,Дифференцируя результат решения для амплитуды виброперемещения, Я(я) и для амйлитуды виброскорости Ча(я) и приравнивая его нулю, получаем1404836 4выход генератора через усилитель мощности подключен к входу вибратора, скоторым механически жестко связаны.два вибропреобразователя и объект,отличающееся тем, что, сцелью повышения точности, в неговведены два согласующих усилителя,два гетеродинных сопровождающих фильтра, два амплитудных детектора, дваключа, аналоговый перемножитель,арифметический блок и блок индикации, а генератор выполнен с входомкомпрессии и тремя дополнительнымивыходами управления, Мода частотыи найряжения, пропорционального частоте, выход первого вибропреобразователя через первый согласующий усилитель подключен к сигнальному входупервого гетеродинного сопровождающегофильтра, выход которого подключен квходу компрессии генератора, выход управления которого подключен к входамуправления первого и второго гетеродинных сопровождающих фильтров, выходвторого вибропреобразователя черезвторой согласующий усилитель подключен к информационному входу второгогетеродинного сопровождающего фильтра, выход которого через первый амплитудный детектор подключен к входууправления первого ключа, выход которого подключен к первому входуарифметического блока, выход которогоподключен к входу блока индикации,выход второго гетеродинного сопровождающего фильтра подключен к первому входу аналогового перемножителя,выход которого через второй амплитудный детектор подключен к входу управления второго ключа, выход которого подключен к второму входу арифметического блока, выход кода частотыгенератора подключен к информационным входам первого и второго. ключей,выход Напряжения, пропорциональногочастоте генератора, подключен к второму входу аналогового перемножителя,88 1 х а)0 при ц =Яая а гкдУо (х эх) 4- -=Опри И У 1+9ача Гк 5Значение частоты Ю определено, Для определения значения частоты Яа - частоты максимума амплитуды виброскорости, используется зависимость вида 7, =мЯкоторый связывают на частоте и амплитуды виброперемещения Ба и виброскорости 7 используемого объекта.Сигнал виброперемещения снимается с выхода фильтра 10 и поступает на вход аналогового перемножителя 17, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный частоте, Перемножитель 17 выполняет действие, указанное в правой части вышеприведенного математического соотношения, а подключенный к выходу перемножителя 17 амплитудный детектор 12 выполняет операцию определения частоты у = я, при которой д Ча(ы) Да О. При этом импульс на входе ключа.14 разрешает поступление кода частоты Яа с генератора 1 на второй вход арифметического блока 15.Исходя из вышеприведенных выражений для частот О и яа следует что4 4Яча- Ива35ФаЭту вычислительную операцию выполняет арифметический блок 15. Результат вычислений поступает в блок 16 индикации.40 Формула изобретения Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях, содержащее генераратор, усилитель мощности, вибратор и два вибропреобразователя,.основной Составитель В.ПодолянТехред Л.Сердюкова Корректор А,Обручар Редактор Г.Волкова Заказ 3089/42 Тираж 524 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5