Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов

ОЮЗ СОВЕТСНИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН яо,8094,., .п 1 п 1 ь. .,Б ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ о тлич а целью повь овпаден в схему е с я ем, что юще,земдений, ния" со и ч о ленности.Цель изобретения -овьппение т счет устране й устройства жности з рабатыва ности и на ния ложных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГННТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР500500, кл. С О 1 И 29/03, 1976.Авторское свидетельство СССР781598, кл, С 01 И 1/08, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ, содержащее обратный крутильный маятник для крепления испытуемого образца, систему возбуждения и регист.рации колебаний, электрический блок, включающий усилитель с детектором, компараторы верхнего и нижнего уров ней, триггер, формирователь импульИзобретение относится к устройст вам для определения механических ха рактеристик материалов, в частности внутреннего трения, и может быть ис пользовано для оценки структуры и свойств материалов в различных физи ческих состояниях в авиационной, хи мической, радиотехнической, машиностроительной и других отраслях прошения точности и надежности за счет устранения ложных срабатываний уст-. ройства, в него дополнительно введены источники тока верхнего и нижнего уровней, входные резисторы и одно- вибратор, причем оба резистора подлючены к выходу детектора и к выходам источников тока верхнего и нижнего уровней, которые подключены к входам компараторов соответственно, а два других входа компараторов за лены, при этом выход компаратора верхнего уровня соединен с К-входом триггера, выход компаратора нижнего уровня через формирователь импульсов . с Я-входом триггера и через одновибратор - с вторым входом схемы совпаа первый вход схемы совпаденен с выходом КБ-триггера,На фиг,1 схематически изображе устройство для определения вязкоу гих характеристик материалов; на фиг.2 - эпюры сигналов; а - преоб зованный из механических колебан образца экспоненциально затухавши электрический токовый сигнал на в де компараторов; б - импульсы с к паратора верхнего уровня; в - имп сы с компаратора нижнего уровня; импульсы с выхода одновибратора; импульсы с выхода формирователя; импульсы на выходе КЯ-триггера; а1478094- =271вФ 9й форма импульсов на выходе схемы совпадения,Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов со- .5держит обратный крутильный маятник 1с исследуемым образцом 2, электромагнитную систему 3 возбуждения колебаний, фотопреобразователь крутильныхколебаний в электрические, состоящий из источника 4 света, светонепроницаемой шторки 5,закрепленной наодном иэ плеч крутильного маятника 1,фотоприемника б, электронный блок,включающий усилитель 7 с детектором, 15через резисторы 8 и 9 связанный с источниками тока верхнего 10 и нижнего 11 уровней, которые подключены квходам компаратора верхнего 12 и ниж.него 13 уровней при заземленных вторых входах. Выход компаратора 12верхнего уровня соединен с К-входомтриггера 14, а выход компаратора 13нижнего уровня через формирователь15 соединен с н-входом триггера 14 25а через одновибратор 16 - с вторымвходом схемы 17 совпадений, а пер"вый вход схемы совпадения соединен свыходом триггера 14,Устройство работает следующим об- ЗОразом.После снятия начального крутяще-го момента, сообщаемого крутильномумаятнику 1 электромагнитами 3, измеряемый образец совершает свободнозатухающие колебания, Преобразованиемеханических колебаний в электрические происходит с помощью фотопреобразователя, после чего сигнал посту-пает на усилитель 7 с детектором,где происходит усиление и детектирование сигнала,Экспоненциально затухающий детектированный и преобразованный в токрезисторами 8 и 9 сигнал поступает 4на входы компараторов верхнего 12и нижнего 13 уровней при заземленныхвторых входах, где происходит сравнение входного тока с значениямиверхнего и нижнего прогов источников10 и 11 тока, Применение компараторовв режиме сравнения токов котороепроисходит при нулевых потенциалахвходов., позволяет устранить погрешность регистрации, возникающую отсинфазной составляющей входного сигнала и опорного напряжения в случаекомпаратора напряжения, Отношениетоков дискриминации задается равным . величине натурального логарифма,т.е. где 1 з - верхний уровень дискриминации;Тнижний уровень дискриминации.В момент времени С, (фиг.2 а), когда амплитуда тока входного сигналадостигнет значения величины пороганижнего уровня тока, срабатывает компаратор нижнего уровня и от переднего фронта импульса (фиг.2 в) формирователь импульсов формирует импульскороткой длительности (фиг.2 д). Этотимпульс устанавливает на выходе ЕНтриггера верхний уровень (фиг.2 е).В момент времени й амплитуда токавходного сигнала достигает значениявеличины порога верхнего уровня тока, срабатывает компаратор 12 верхнего уровня и своим сигналом нижнегоуровня (фиг.2 б) устанавливает на выходЕ КН-триггера нижний уровень.Затем в моменты времени й икомпараторы уровней тока устанавливаются в исходное состояние. В моментвремени 1 от заднего фронта импуль"са на выходе компаратора нижнегоуровня (фиг.2 в) запускается одновибратор 16, который формирует импульс,поступающий на вход схемы 17 совйадения (фиг.2 г). Одновибратор позволяетустранить ложные срабатывания компаратора нижнего уровня, когда возникает ситуация, при которой амплитудатока входного сигнала достигает порога нижнего уровня тока,Импульс с выхода одновибратора 16(фиг.2 г) поступает на вход схемы совпадений, но на выход устройства не по"поступает, так как он блокированнижним уровнем КН-триггера. В моменты времени 1 , й , 1 , а цикл работы повторяется. После этого в моментвремени 1 короткий импульс с выходаформирователя (фиг.2 д) 15 устанавливает на выходе КН-триггера 14 верхний уровень, а так как амплитуда тока входного сигнала не достигла порога верхнего уровня тока, то сбросКН-триггера в нулевое состояние непроисходит (фиг.2 е) и импульс с выхода одновибратора 16 поступает на выход устройства (фиг.2 ж). Далее процесс повторяется до тех пор, покаамплитуда тока входного сигнала не станет меньше порога нижнего уровня, Выходные импульсы регистрируются,Расчет значений логарифмического декремента производится по известным формулам с учетом детектирования сигнала и выбранных порогов дискриминации, т.е. 2А= --И где Н - числа импульсов на выходе. устройства. 5 Основным преимуществом описываемого устройства является повышение точности и надежности регистрации измерений, что значительно повышает качество исследований.