Устройство для измерения амплитудымеханических колебаний

Союз Советскик Социалистических республик(2 75 б/18-2 ки )чо осударственный коСССРо дел ам и зобретеи открытий итет орите й Опубликовано 070881 ллетень Мо 2 ия 070881(72) Автор изобретения В. Г. Рыга 1) Заявитель 4) УСТРОИСТВО ДМЕХАНИЧЕ ЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУ КОЛЕБАНИЙ изобретению тк является ния амплитуды й, содержащее ляемый на объекй усилитель, первого датчи ания напряже- ЗО Изобретение относится к виброметрии, а именно к устройствам для изме рения амплитуды механических колебаний, к может быть применено в стендах для вкбрационных испытаний.Известно устройство для измерения параметров резонансных колебаний при виброиспытаниях объекта, содержащее датчики, устанавливаемые на испытываемом объекте и подвижной части виб ростенда, подключенные через формиро ватели к входу базового дискриминатора, выход которого через переключатель подключен к блокам измерения и регистрации 11.Недостатком устройства является низкая точность при измерении высокодобротных резонансов, обусловленная тем, что оператору приходится вручную переключать диапазон измерительных приборов при эашкаливании последних.Наиболее близким кпо технической сущносустройство для иэмеремеханических колебанипервый датчик, закрепте, первый нормирующиподключенный к выходука, и блок преобразов ния в код с автоматическим выбором диапазона, выход которого связан с входом цифрового измерителя амплиту" ды напряжения 121.УРгройство обеспечивает автоматическое переключение диапазонов измеренкя при зашкалквании измерительных приборов, однако не позволяет индицировать параметры высокодобротных, резонансных колебаний объекта при его испытании на вибростенде методом плавной развертки частоты,Целью изобретения является индика цкя параметров резонансных колебаний объекта при его кспытании на вибростенде методом плавной развертки частоты.указанная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым датчиком, устанавливаемым на столе вибростенда, и последовательно соединенными вторым нормирующим усилителем, фазовращателем, фаэовым дискриминатором, к второму входу которого под. ключен выход первого нормирующего усилителя, инвертором и первым ключом, выход последнего подключен к входу цифрового измерителя амплитуды напряжения, а также вторым ключом, управляющий вход которого соединен сВЫХОДОМ фдЗОВОГО ДискЗЬИа тора а Выход - т входом б 7 ока.;,добра зовасес Л Я Н а - П 1 Р Я ж Е и и Я ВОД и и П О Р М а13 О Н:. НЫЕ ВХОДЫ КЛОЧЕЙ ПОДСОс.ДИНЕНЫ К ВЫХО .Нс чертеже представлена блок в оСтрой"Тва:-,; - ,- с 1 О СОДЕПЛИТ ПЕрвыйВторой 2 датчики соответственно устанавливаемые нд Объ=:кте и столе Вибростенда На чертеже не показаЫ 1,. первнй 1 3 и второй 4 нор н;,ющие усилите ли у Вх( дами 11 одклОченны -к Выходдм даТЧИКСВ, 2 СО, ТВЕ с 1 ВЕ,.1 О Выход усилитеЛЯ :. Псдк",lаен к вхоцу фа 30 Врстщдтеля .у В у( лителя 3к Вхоцу ФаЗОВО 1 О д СКО;.да тора В ПОСЛЕДНИИ ВыходОЫ 11 одкличев к вход,ам инвертора / и первого ключа 8 Выход инвертораподключен к Входу ВВОрОГО ключа 9. инйоомациОнны= Вход. кл 1 вчей б и 9 подсоедине 1 ы к Выходу нормирующеГО подсоединен :, Вход; блока 10 преобра 3 ОВ аНИЯ Напс Яжда НЯ с Код С аВ ТОМаТ 1- ческим Выбором Да 11 азсна, а ВтОрОГОзКЛЮЧа /К ВХОДУ ЦИФРОВС С И 31 ИЕРИТЕ1 я .1 амплитуда Иапря 1 ения:ВДОк 0 Включает три параллельно Оаз.".1 ЫМИ КОЗЙФИДИЕН,31 би УСИЛЕНИЯ; ТРИ ратОр8, Оерс 1 ционный усилитель 1.,Ънуль -орган 20 с тстсчн.-:ком з. опорно" и операц 1 яоннот 1 О у силБтеля -9 пОдклю" чаны к ВКОдам нуль-Орвана 20, пОследний соединен с Входом первого эхбемента "И" 22,. к ВтоРОМЯ вхОДУ котОРОГО подключен Генератор 23 импульсов выход элемента И 2 связан с входами Второго элемента "И" 24 и ждущего ,.гльтивиб 1 д.т Оод. 25,. ВыхОД пОслеДнего подключен к входу цифрового измерите ля 1.1 Выход ВтОроГО Элемента. И 24 подсоединен к Входу ДсшифратОра 18устройство работает следдвшим Обсазом.ческие колебаниЯ В электрические сиг налы,. Которые у сил 1 ваится т нормиру ц 1" ся уси 1 ителями 3 н 4 и поступают н.,=., Входы Фд.зового Дискри; в :Иатора б, ,.:Оке того, сигнал с датчика 1,- явля в :с.:яйся отк.иком мехаи -:е ких колебаНий ОбЪЕКТа, ;ОСТупдЕТ Нд. Информс,ци" снные Входы ключей 8 и 9 а сигнал с датчика 2, ЯвлЯю 11 ийся откликОм ко" лебаний стола Вибростенда,. поступает через фазоврдщатель 5 на .правляющийсВход фазового дискриминатора о.При Отсутствии механического резонанса Объекта ключ 9 открыт и сиг ндл с ддтчика 1 Г 1 роходит непосредст ВЕННО На ВХОД ЦНФРОВОГО ЯЗМЕРИтЕЛЯамплтуды наГ ряжения Где на таб - ЛО ВЫСВЕЧИ.ВааГСЯ ВСЛИЧИВа УСКОРЕНИЯ которуи испытывает Объект Пр 11 приближении к резонансу (при1131 авно 11 развертке частоты знакопере -анной силы) амплитуда сигнала от дат;,чика 1 начинает увеличиваться, а отаТЧИка 2 - ОСтаЕТСЯ ПОСТОЯННОЙ.ВМЕС те с тем, при приближении к резонансу фазовый сдвиг между сигналами отдатчиков 1 и 2 начинает увеличиваться.Разность фаз между сигналами отдатчиков 1 и 2, при которой срабатыВает Фазовый Дискриминатор б, задаетСЯ фазовращателем 5. Эта разностьфаз огределяет и уровень сигнала прирезонансе, с которого начинается изерсние амплитуды резонанса. При приближении к резонансу Фазовый сдвиг,ежду сигнапами От датчикоВ 1 и 2стремится к 11 и начинает превосхо 2дить заданный сцвиг фазы Фазовращатеоля 5. При этом на выходе фазового.,.дискриминатора б появляется положительный потенциал, который закрываетключ 9 и открывает ключ 8. При высокодобротных резонансах амплитуда сигнапа с Выхода датчика 1 может отличать,13ся от амплитуды сигнала от датчика 2на 30 ДБ, что перегружает измеритель11 и не дает возможность определитьвеличину ускорения в момент прохождения резонанса, О выхода ключа 8 сигнал поступает на входы трех усилите"лей 12,13 и 14 блока 10 преобразования напряжения в код с автоматическим выбором диапазона. При этом сигнал с дешифратора 18 открывает первоначально ключ 15 и выходная амплиту:да сигнала с Выхода усилителя 12,имеющего наибольший коэффициент усиления, поступает на вход операционного усилителя 19, Если амплитуда сигнала при резонансе имеет большую ве,личину, то усилитель 12 и операционный усилитель 19 входят в насыщение,На входы нудь-органа 20 подаются сигналы с выходов операционного усилителя 19 и источника 21 опорного напря,.жения, Если напряжение на выходе опе 1;В" рационного усилителя 19 превышает величину Опорного напряжения, нуль-орган 20 срабатывает и положительныйпотенциал поступает на вход элемента"И" 22 Одновременно на другой вход" элемента "И" 22 подаются импульсыопорной частоты с генератора 23 импульсов, На выходе элемента "И" 22появляются импульсы, которые проходятчерез элемент "И" 24 и поступают наээ вход дешифратора 18.По заднему Фронту сигнала с выхода элемента "И" 22 срабатывает ждущий мультивибратор 25, Нулевой перепад с выхода ждущего мультивибраторауд 25 также поступает на другой входэлемента "И" 24, запрещая прохождениесигнала с выхода элемента "И" 22 навход деаифратора 18 до окончания переходных процессов операционного уси;.,: лителя 19853413 Формула изобретения Заказ 5620144 Подписное ВК Ти При прохождении первого импульса с выхода элемента "К" 22 дешифратор 18 закрывает ключ 15 и открывает ключ 16, который подключает вход усилителя 13 с меньшим коэффициентом усиления,Если напряжение на выходе операционного усилителя 19 продолжает превьыать опорное, та после прохожденияимпульса с выхода ждущего мультивибратара 25 описанный процесс повторяется, При этом ключ 16 закрывается,а ключ 17 открывается и к входу операционного усилителя 19 подключаетсяусилитель 14 с наименьшим коэффициентом усиления. Как только напряжениена выходе операционного усилителя 19станет меньше опорного, срабатываетнуль-орган 20, и на выходе элемента"И" 22 поянляется нулевой потенциал.При зтам потенциал с выхода ждущегомультивибратора 25 открывает счетныедекады цифрового измерителя 11, и начинается измерение амплитуды резонанса,После прохождения резонанса сигнал на выходе Фазового дискриминатора 5 уменьшается до нуля, ключ 8 закрывается, а ключ 9 открывается, и блок 10 отключается,устройсва позволяет не толька измерить амплитуду сигнала гри резонансе, но и оценить его добротность, поскольку скорость прохождения диапазона частот обычно известна. ли ал ППП "Патент ",Ужгород, ул.Проектная,Устрой"тва для измерения амплитуды механических колебаний, содержащее первый датчик, закрепляемый наобъекте, первый нормирующий усили-.5 тель, подключенный к выходу первогодатчика и блок преобразования напряжения в кад с антаматическим выборомдиапазона, выход которого связан свходом цифравага измерителя амплиту( ды напряжения, а т л н ч а ю щ е вс я тем, что, с целью индикации параметров резонансных колебаний объекта при его испытании на вибростендеметодом плавной развертки частоты,5 оно снабжено нтарым датчикам, устанавливаемым на столе вибростенда, ипоследовательна соединенными вторымнормирующим усилителем, фазовращателем, фазавым дискриминатором, к второму входу которого подключен выходпервого нармирующего усилителя, инвертором и первым ключом, выход последнего подключен к вход цифровогоизмерителя амплитуды напряжения, атакже вторым ключам, управляющий нход25 которого соединен с выходом Фазовогодискриминатора, а выход - с входомблока преобразования напряжения вкод, информационные входы ключей подсоединены к выходу первого нормирую 3 О щего усилителя.Источники информации,принятые ва внимание при экспертизе1. Авторское свидетельства СССРР 596848, кл. 6 01 И 7/00, 1975.3 2. Патент СИР, Р 4030339,кл. 73-12, 1977 (прототип).