Вибростенд

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нн 947673(22) Заявлено 02. 12, 80 (2 ) 3210430/18-28 ИМ Кп з С 01 И 7/00 сттрисоединением заявки Мо Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(54) ВИБРОСТЕНД 20 30 Изобретение относится к технике , виброметрии и может быть использовано для градуирования и проверки виброизмерительной аппаратуры.Известен электродиначиеский вибростенд, в подвижную систему которого встроен пьезоэлектрический датчик ускорения 1. Для получения сигнала, пропорционального виброскорости или вибросмещению, сигнал датчика ускорения интегрируют аналоговым интегратором,что вносит ошибки в результате градуирования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вибростенд, содержащий электродинамический возбудитель колебаний с датчиком скорости его подвижной системы, подключенный к датчику через усилитель мощности задающий генератор и канал измерения скорости, включащий интегратор с зарядной емкостью 12.Недостатком вибростенда является то, что применяемый способ аналогового интегрирования сигнала датчика скорости недостаточно точен, особенно в области низких частот. Цель изобретения в . расширениечастотного диапазона измерения вобласть низких частот.Поставленная цель достигаетсятем, что вцбростенд, содержащийэлектродинамический возбудитель колебаний с датчиком скорости его подвижной системы, подключенный к датчикучерез усилитель мощности задающийгенератор и канал измерения скорости,включающий интегратор с зарядной еМкостью, снабженподсоединенным квыходу датчика скорости двухполупе" риодным выпрямителем, выходом соединенным со входом интегратора, ключом,подключенным параллельно заряднойемкости интегратора, подключенным к выходу последнего компаратором и последовательно подключенными к задающему генератору формирователем импульсов, схемой И и Счетчиком им" пульсов, а выход компаратора подключен к одному иэ входов схемы И и управляющему входу ключа.На чертеже представлена блок-схема вибростенда.Вибростенд содержит электродннамический возбудитель 1 колебаний сдатчиком 2 скорости его подвижной системы 3, подключенный к датчику через(6) 50 усилитель 4 мощности задающий генератор 5 и канал, включающий интегратор бс зарядной емкостью С. Электродинамический возбудитель колебаний содержитподвижную катушку 7, помещенную в воз.душный зазор магнитопровода 8. Подвижная катушка 7 присоединена к выходу усилителя 4 мощности и связанас подвижной системой 3,В вибростенде может быть применен,например,и электрогидравлический воз О5 удитель колебаний. Тогда выход усилителя 4 мощности должен быть присоединен к электромеханическому преобразонателю-днигателю гидрораспределителя потоков рабочей жидкости. Вибростенд 5снабжен также подсоединенным к выходудатчика 2 скорости двухполупериоднымвыпрямителем У,выходом соединенным совходом интегратора б, ключом 10, под-ключенным параллельно зарядной емкости С интегратора б, подключенным к вы-,ходу последнего компаратором 11, ипоследовательно подключенными к за-,дающему генератору 5 формирователем 12 импульсов, схемой И 13 и 25счетчиком 14 импульсов, а выход компаратора 11 подключен к одному из выходов схемы И 13 и управляющему входу ключа 10,Сигнал с датчика 2 скорости, поступающий на вход двухполупериодноговыпрямителя 9 в процессе градуировкиможно представить в видеО, (й) КХ а) зпей, (1)где К - коэффициент преобразованиядатчика,35Х , - нибросмещение подвижной сисотемы возбудителя;щ - частота колебаний подвижнойсистемы возбудителя, равнаячастоте сигнала с задающего 40генератора 5.Зарядный ток через емкость С интегратора 6 равен(ц ЬЩ а напряжение на емкости С(3 = Ь, при с.г ВС, О Ц где " - время заряда емкости С.Пр 1 заряде емкости С до напряже" ния О О , где О- опорное напряжение компаратора 11, на выходе компаратора 11 нырабатынается импульс, который открывает ключ 10, и зарядная емкость быстро разряжается. Частота повторения импульсов на выходе компаратора при времени разряда емкости С много меньшем времени заряда 60 будет= -(4)Уйоп 1Импульсы с выхода компаратора 11 поступают на вход схемы 13 И, на 65 другом входе которой формирователь 12 импульсов формирует из выходного напряжения задающего генератора 5 последовательность импульсов, длительностью равных полупериоду Т/2 колебаний выходного напряжения задающего генератора, Схема И 13 периодически открывается на время одного полупериода Т/2 колебаний подвижной системы 3 возбудителя 1. Количество импульсов, поступающих на вход счетчика 14 за один полупериод Т/2 колебаний, равно , тРЯ=ЦЦд 1о (5)Подставив под знак интеграла значения Г и О и решив, полу- чим где К - коээфициент преобразованияамплитуды вибросмещениян количество импульсов.Таким образом,количество импульсов, поступивших на вход счетчика 14 за один полупериод колебания, пропор,ционально амплитуде вибросмещения.Работа вибростенда с электродинамическим возбудителем заключается в следующем.Синусоидально изменяющийся сигнал задающего генератора 5, усиленный до необходимой мощности усилителем 4, поступает на подвижную катушку 7, ко-, торая совершает колебания, а вместе с ней совершает колебания и подвиж ная система 3 возбудителя. Частота колебаний подвижной системы возбудителя равна частоте сигнала задающего генератора 5, а интенсивность колебаний подвижной системы 3, т.е, ее виброскорость, зависят от поднодимой к подвижной катушке 7 мощности усилителя 4. Датчик 2 скорости, укрепленный на подвижной системе 3, выдает сигнал, частота колебаний которого равна частоте колебаний подвижной системы, а амплитуда сигнала пропорциональна амплитуде виброскорости подвижной системы. В результате двухполупериодного выпрямления, интегриронания и компариронания сигнала датчика 2 на выходе компаратора получается после довательность импульдон с частотой повторения, обратно пропорциональной времени заряда емкости С интегратора, Однонременно с подачей сигнала на усилитель 4 сигнал с задающего генератора подается на формирователь 12 импульсов, формирующий импульс, длительностью равный полупериоду колебаний Т/2 подвижной системы 3, поступающий ва один из выходов схемы И 13. На другой вход ее поступают импульсы с компаратора 11, а на выходе947673 Формула изобретения го 87 исно ППП "Патент", г. Ужгород Проектная, 4 л схемы И 13 образуются пачки импульсов, количество которых в каждой .пачке пропорционально амплитуде вибросмещения. На счетчике 14 импульсовпри соответствующем выборе коэффициента К (6) получают значение амплиту ды вибросмещения.Так как интегрирование сигнала датчика скорости происходит на начальном участке заряда емкости С интегратора, точность измерения не 10 зависит от частоты колебаний подвижной системы, что и позволяет расширить частотный диапазон градуировки в область низких частот.15 Вибростенд, содержащий электро- динамический возбудитель колебаний с датчиком скорости его подвижной системы, подключенный к датчику через усилитель мощности задающий генератор и канал измерения скорости, включающий интегратор с зарядной ИИПИ Заказ 5619/63 Ти емкостью, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения в областьнизких частот, он снабжен подсоединенным к выходу датчика скоростидвухполупериодным выпрямителям, выходом соединенным с входом ийтегратора, ключом, подключенным параллельно зарядной емкости интегратора,подключенным к выходу последнегоксмпаратором и последовательно подключенными к задающему генераторуформирователем импульсов, схемой Ии счетчиком импульсов, а выхрд компаратора подключен к одному из входов схемы И и управляющему входуключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вибростенд модели 4801 Т состолом 4815 и встроенным в него ак"селерометром. Каталог фирмы. "Врюльи Къер", Нерум, Дания.2. Калибратор для акселерометровмодели 4291. Каталог фирмы фБрюльи Къер", Нерум, Дания (прототип),