Устройство для определения резонансов отдельных элементов объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1016722,6 0 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВ 17 кий инельство СССР08.измеренияСправочник 2,ип) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСНОМУ СОИД(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯРЕЗОНАНСОВ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБЪ" ЕКТА, содержащее вибровозбудитель, размещенную на нем импедансную голов .ку подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый согласующий усилитель, первый следящий Фильтр, сканирующий .генератор, блок компрессии и усилитель мощности, выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ее второму выходу последовательно соединенные второй согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещен- ный на объекте акселерометр и подклю-. ченные к его выходу последовательно соединенные третий согласующий усилитель и третий следящий Фильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения резонансной частоты отдельных элементов объекта, оно снабжено подключенным к выходу третьего следя" щего Фильтра Фазовращателем и соединенным одним входом с его выходом вычитающим блоком, второй вход кото" рого соединен с выходом второго следя щего Фильтра.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ограничения амплитуды резонансов отдельных элементов объекта, оно снабже но последовательно соединенными пороговымблоком, регулируемым усилите" лем и вторым вибровозбудителем, также размещенным на объекте, а вход порогового блка подключен к выходу вычитающего блока.Изобоетение относится к испытательной технике, а именно к устройствам испытания объектов, элементыкоторых испытывают резонансные пе 5регрузки.Известно, устройство для испытания объектов при резонансе его отдельных элементов, содержащее датчик,соединенный с ним согласующий усилитель, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, два нуль-органа,первый выход одного нуль"органа соединен через делитель с первым входбмдругого, вторые их входы подключенык выходу цифроаналогового преобразо-. 15вателя, а их выходы через блок логи-"ческих элементов соединены с входом .счетчика, выход которого подключенко входу цифроаналогового преобразо"ватела, ограничитель, детектор, ком" 20паратор, генератор опорного напряжения и ключ, причем к выходу согласующего усилителя подключены последовательно соединенные ограничитель идетектор, выходом подключенный к одному из входов компаратора, к друго"му входу которого подсоединен источник опорного напряжения, выход компаратора подключен к управляющемувходу ключа, вход которого соединен 30с выходом детектора, а выход - с входом делителя и нуль-органа1 1,Однако данное устройство позволяетизмерять амплитуду механических колебаний при резонансах. отдельных элементов объекта испытаний.Недостатками данного устройства являются невозможность исключения влияния импедансных свойств объекта ирезонансов вибровозбудителя. Кроме 40того, оно не позволяет определитьперегрузку исследуемого элемента объекта по отношению к возбуждающему воздействию, а также ограничить резонансдля предотвращения разрушения Объекта.45Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для определениярезонансов отдельных элементов объекта, сод"ржащее вибровозбудитель, размещенную на нем импедансную головкуф 50подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый со"гласующий усилитель, первый следящийфильтр, сканирующий генератор, блоккомпрессии и усилитель мощности, выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ее второмувыходу последовательно соединенныевторой согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещаемый на объекте акселерометр и подключенные к его выходу последовательно соединенные тре 1 ий согласующий усилитель и третий следящий фильтр2 1.Результаты измерения механического импеданса записываются на двухкоординатном записывающем устройстве. После расшифровки записи оператор определяет передаточные функции и демпфирующие или резонансные свойства объекта.Недостаток известного устройства заключается в невозможности автоматического выявления резонансов отдельных элементов объекта, учета резонансов вибровозбудителя, импедансных свойств объекта и ограничения на заданном уровне механических колебаний элементов объекта при резонансе.Цель изобретения - повышение точности определения резонансной частоты отдельных элементов объекта, а также ограничение амплитуды резонанса.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения ре-зонансов отдельных элементов объекта, содержащее вибровозбудитель, разме"щенную на нем импедансную головку, подключенные к ее первому выходу последовательно соединенные первый согласующий усилитель, первый следящий фильтр, сканирующий генератор; блок компрессии и усилитель мощности выходом соединенный с входом вибровозбудителя, подключенные к ее второму выходу последовательно соединенные второй согласующий усилитель и второй следящий фильтр и размещенный на объекте акселерометр и подключенные к его выходу последовательно соединенные третий согласующий усилитель и третий следящий филь 1 р, снабжено подключенным к выходу третьего следящего фильтра фаэовращателем и соединенным одним входом с его выходом вычитающим блоком, второй вход которого соединен с выходом второго следящего фильтра.Причем устройство, с целью ограничения амплитуды резонансов отдель-.ных элементов объекта, снабжено последовательно соединенными пороговым блоком, регулируемым усилителем и вторым вибровозбудителем, также размещенным на объекте, а вход по-.рогового блока подключен к выходу вычитающего блока.22 4ческому импедансу, а поскольку ско,рость вибрации поддерживается постоянной, то постоянна и силавозбуждения объекта 11. Сигнал с второговыхода импедансной головки 2 черезвторой согласующий усилитель 8 и второй следящий фильтр 9 поступает иаодин из входов вычитающего блока 10.На другой вход вычитающего блока 10поступает сигнал от пьезоэлектрического акселерометра 12 через последовательно соединенные третий согласующий усилитель 13, третий следящийфильтр 14 и фаэовращатель 15. Следящие фильтры, 4, 9 и 14 служат длясинхронного выделения основной частоты вибрации, задаваемой сканирующимгенератором 5, а фазовращатель 15установлен для компенсации фазовыхискажений вибрационного сигнала, вно-симых объектом 11. При отсутствиирезонанса исследуемого элемента испытуемого объекта 11 величина сигнала,поступающего от акселерометра 12 будет меньше, чем величина сигнала отимпедансной головки 2 иэ-.за демпфи"рующих свойств объекта и в результатепороговый блок 16 будет закрыт, второй вибровозбудитель 18 не будет воз"буыден. Пороговый блок 16 будет также закрыт при наличии резонансов вибровозбудителя 1 или других элементов(в данный момент времени не исследуемого) объекта 11, так как и в этомслучае сигнал с импедансной головки2 будет превышать сигнал с акселеро-.метра 12,, При .возникновении резонанса исследуемого,элемента на какой-либо частоте вибрации сигнал с акселерометра 12будет превышать сигнал с импедансной головки 2, на выходе вычитающего блока 10 появится сигнал, ко"торий в пороговом блоке 16 сравнивается с заданным; определяющимвозможные перегрузки этого элемента,- При высокодобротных резонансахисследуемого элемента величина сигнала с акселерометра может превыситьзаранее установленный пороговый уро"вень, в этом случае пороговый блок16 открывается и в регулируемом усилителе .17 формируется сигнал рассогласованиякоторый возбуждает вовтором вибровэзбудителе 18 колебания, противоположные по фазе колебаниям вибровозбудителя 1, Второй вибровозбудитель 18 располагают на объекте рядом с исследуемым элементом. 3 10167На чертеже представлена блок-схе" ма предлагаемого устройства.Устройство содержит вибровозбудитель 1, размещенную на нем импедансную головку 2, последовательно сое- .диненные первый согласующий усилитель 3, первый следящий фильтр 4, сканирующий генератор 5, блок 6 компрессив, и усилитель 7 мощности, причем вход первого согласующего уси- . 1 в лителя 3 подключен к первому выходу импедансной головки 2, а выход усилителя 7 мощности подключен к вибровозбудителю 1, подключенные к второ: - му выходу импедансной головки 2 последовательно соединенные второй со. гласующий усилитель 8 второй .следя. щий фильтр 9, выход которого подклю чен к входу вычитающего блока 1 О, размещаемый на отдельном элементе объекта 11 акселерометр 12, подключенные к его выходу последовательно . соединенные третий согласующий усилитель 13, третий следящий фильтр 14, фазовращатель 15, выход которого д подключен к другому входу вычитаю" щего блока 10, а также последовательно соединенные пороговый блок 16, вход которого подключен к выходу вычитающего блока 10, регулируемый усилитель 17 и второй вибровозбудитель 18; также размещаемый на объекте 11.Устройство работает следующим об-. разом. ьСигнал переменной частоты со ска-, нирующего генератора 5 поступает на.3 блок 16 компрессии, усиливается усилителем 7 мощности и поступает на вибровозбудитель 1, который восйроизводит заданный режим вибрационных воздействий на испытуемый объект 11.При этом на одном выходе импедансной головки.2 возникает :игнал, пропорциональный скорости вибрации. Этот сигнал через первый согласующий усилитель 3, служащий для согласования высокого выходного сопротивления импедансной головки 2 с низкоомным входом следящего фильтра 4, проходит через синхронно перестраиваемый следящий фильтр 4 и поступает на управля эв ющий вход сканирующего генератора 5, который управляет блоком 6 компрессии таким образом, чтобы вибровозбудитель 1 поддерживал постоянным значение скорости вибрации подводимой к объекту 11. В этом случае сигнал на атором выходе импедансной головки 2 будет пропорционален входному механи1016722 5За счет колебаний, возбуждаемых вторым вибровоэбудителем 18 на резонанснои частоте, уменьшается величина виб. рационной перегрузки исследуемогоэлемента до установленного предела. Второй вибровозбудитель 18 создает дополнительную противофаэную вибрацию только на резонансных вастотах,бпоэтому он может быть выбран сравнительно малой мощности, например ;пьезокерамическим.Использование изобретения позволяет повысить качество проведения испытаний иэделий сложной ;.отруктуры за счет выявления резонансов и их ограничения при больших перегрузках, Составитель В.Кокунов Редактор Н.Ковалева Техред В.Далекорей . Корректор И.Шароши,ИЬММЗаказ 3379/45 Тираж 8 У 3 Подписное ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-.35, Раушская наб ,-д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Лроектная, 4