Виброкалибровочное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) Я а С 01 М 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕН ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ"Виброприбор".620.178.53(088.81. Каталог Брюль1982.Авторское свиде629, кл. с 05 Ротип)57) ВИБРОКАЛИБРОсодержащее задаледовательно соедамплитуды колебсти и вибровозбудразователь и пертель, о т л и ччто, с целью повы 2.Г. Слонов, Мишенинтрукторское Къер, Дания,ельство СССР ВОЧНОЕ УСТРОЙ- ющий генератор иненные регуний, усилител итель, виброый согласующи ю щ е е с я шения точност О бюро (53) 56) 1981- 2734 (прот (54)( .СТВО, и пос лятор МОЩНО преоб усили тем,воспроизведения виброускорения, оно снабжено вторым согласующим усилителем.для подключения к нему калибруемого преобразователя, последовательно соединенными с выходами согласующих усилителей первым переключателем, масштабным усилителем-преобразователем, время-импульсным аналогоциФровым преобразователем, подкдоченным к его второму входу кварцевым генератором и делителем частоты, соединенной с его выходом одним входом схемой совпадения, вторым переключателем, другой вход которого сеединен с выходом время-импульсного аналогоциФрового преобразователя, блоком считывания с циФровым индикатором, Э а также Формирователем прямоугольных импульсов, включенным между задающим генератором и вторим входом схемы совпадения.Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано в качестве переносного виброкалибровочного. устройства для измерения коэффициента преобразования и определения характеристик виб ропреобразоватейей, а также для виброиспытаний изделий.Известны устройства и приборы, соединение которых по.определенной схеме позволяет организовать вибро калибровочное устройство выход генератора 1023 подключается к входу калибратора 4291, на платформе которого устанавливается эталонный.акселерометр 8305 калибровочного набора 3506 и калибруемый вибропреобразователь, а выход усилителя-Формирователя 2626 калибровочного набора 3506 подключается к входу электронного вольтметра 2425 Причем, вход усилителя-Формирователя 2626 подключается поочередно или к выходу эталонного акселерометра 8305 (при установке определенной величины ускорения на платформе калибратора 4291), или к выходу калибруемого вибропреобраэователя (при определении коэффициента преобразования калибруемого вибропреобразователя (.1 3 )Недостатками данного устройства являются сравнительно большая погреш-З ность ка. ,.-,ки. Кроме того, в виброкалибровочном устройстве не обеспечивается непосредственный отсчет коэф,Фициента преобразования калибруемого вибропреобразователя, он определя-З 5 ется расчетным путем, что ухудшает удобство эксплуатации и снижает производительность труда при калибровке вибропрео-.;:зателей. Конструктивное исполнение в виде отдельйых уз лов и приборов виброкалибровочного устройства повышает общий вес и объем устройства, что ухудшает удобство эксплуатации.Наиболее близким к изобретению 45 является виброкалибровочное устройство, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобразователь и первый согласующий усилитель (.2 3.Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, так как оно представляет собой замкнутую систему, практически обеспечивающую только воспроизведение вибрации на рабочем столе вибровозбудителя. Отсутствие точного контроля величины установленного виброускорения увеличивает погрешности под О держания виброускорения. Использование устройства для калибровки вибропреобразователей ведет к необходимости применения дополнительных стандартных узлов, что увеличивает общий 65 вес и объем системы, снижает ее мобильность и производительность труда при калибровке вибропреобразователей. В известном устройстве не обеспечивается непосредственный отсчет коэффициента преобразования калибРуемого вибропреобразователя, он определяется расчетным путем, что также ухудшает удобство эксплуатации и снижает производительность труда при калибровке вибропреобразователей.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения виброускорения при калибровке вибропреобразователей.Поставленная цель достигается тем, что виброкалибровочное устройство, содержащее задающий генератор и последовательно соединенные регулятор амплитуды колебаний, усилитель мощности и вибровозбудитель, вибропреобразователь и первый согласующийусилитель, снабжено вторым согласующим усилителем для подключения к нему калибруемого вибропреобразователя, последовательно соединенными с выходами согласующих усилителей первым переключателем, масштабным усилителем-преобразователем, время- импульсным аналого-цифровым преобразователем, подключенными к его второму входу кварцевым генератором и делителем частоты, соединенной с еговыходом,оцним входом схемой совпадения, вторым переключателем, второй вход которого соединен с выходом время-импульсного аналого-циФрового преобразователя, блоком считывания с цифровыминдикатором, а также Формирователем прямоугольных импульсов, включенным между задающим генератором и вторым входом схеью совпадения.На чертеже показана структурная схема виброкалибровочного устройства.Виброкалибровочное устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, регулятор 2амплитуды колебаний, усилитель 3 мощности, вибровозбудитель 4, образцовый вибропреобразователь 5 и первый согласующий усилитель б, а также второй согласующий усилитель 7, подключаемый к нему калибруемый вибропре; образователь 8, последовательно соединенные с выходами согласующих усилителей 6 и 7, первый переключатель 9, масштабный усилитель-преобразователь 10, время-импульсный аналого-цифровой преобразователь 11, подключенные к его второму входу кварцевый генератор 12 и делитель 13 частоты, соединенную с его выходом одним входом схему 14 совпадения, второй переключатель 15, второй вход которого соединен с выходом время- импульсного аналого-цифрового преобразователя 11, блок 16 считывания а цифровым индикатором 17.и формиро10 Устройство работает следующимобразом.Выходной сигнал задающего генератора 1 поступает на вход регулятора 2 амплитуды колебаний и на входФормирователя 18 прямоугольных импульсов, с выхода которого прямоугольные импульсы, следующие с частотой, равной частоте выходного сигнала задающего генератора 1, поступают на второй вход схемы 14 совпадения, КоэФФициент деления делителя13 частоты выбирается иэ условия: фь 2 цгде Кф коэффициент деления делителя 13 частоты;К з ч - частота следования прямоугольных импульсов кварцевого генератора 12. Таким образом, при любой частоте следования импульсов кварцевого генератора 12, на первый вход 55схемы 14 совпадения с выхода делителя 13 частоты поступают управляющие прямоугольные импульсы со скважостью, равной 2 (меандр) и длительностью 1 сек. На выходе схемы 14 60совпадения Формируются последовательности импульсов (длительность ФормиРующихся последовательностей равна .1 с) которые через второй переклю-чатель 15 поступают на вход блока 16 65 ватель 18 прямоугольных импульсов, включенный между задающим генерато-, ром 1 и вторым входом схемы 14 совпадения.Соединенные между собой формирователь 18 прямоугольных импульсов, схема 14 совпадения, делитель 13 частоты, время-импульсный аналого-цифровой преобразователь 11 и кварцевый генератор 12, образуют Формирователь счетных импульсов.Блок 16 считывания представляет собой счетчик импульсов с оперативной памятью, По окончании счета импульсов информация со счетчика пееписывается в оперативную память, 15 что соответствует зажиганию соответствующих сегментов цифрового индикатора 17.Перед работой виброкалибровочного устройства калибруемый вибропреобраэователь 8 (или испытываемое иэделие) закрепляется на рабочем столе вибровозбудителя 4, где также закреплен образцовый вибропреобразователь 5, а выход калибруемого вибропреобразователя 8 соединяется с входом второго согласующего усилителя 7, регулятор 2 амплитуды колебаний устанавливается в Лоложение, соответствующее минимуму (нулю) амплитуды колебаний. Устрой 30 ство включается. Второй переключатель 15 устанавливается в положение, соответствующее подключению выхода схемы 14 совпадения к входу блока 16 считывания.35 считывания, и на индикатор 17, на котором высвечивается число, равное числу импульсов, просчитанных блоком 16 считывания за 1 с, что соответствует частоте выходного сигнала задающего генератора 1 Таким образом, перестраивая задающий генератор 1 по цифровому индикатору 17, с высокой точностью устанавливается необходимая частота выходного сигнала задающего генератора 1. Затем второй переключатель 15 устанавливают в положение, соответствующее подключению к входу блока 16 считывания выхода время-импульсного аналого"цифрового преобразователя 11, а первый переключатель 9 устанавливается в положение, соответствующее подключению выхода первого согласующего усилителя 6 к входу масштабного усилителя-преобраэователя 10, С помощью регулятора 2 амплитуды колебаний на выходе усилителя 6 устанавливается уровень сигнала, соответствующий виброускорению рабочего стола вибровоэбудителя 4, равному 10 ьФс (амплитудно-частотные характеристики вибропреобразователей определяются при виброускорении 10 м/с). Причем, величина устанавливаемого виброускорения контролируется (отсчитывается) непосредственно по цифровому индикатору.17 (т.е. при использовании четырехраэрядного цифрового индикатора), при установке виброускорителя 10 м/с 2, устанавливается число 1000. Отключение знака "," (запятая) или перенос ее на другое место, а также включение подсветки одной из размерности "Гц", "м/с" или "мэ см происходит автоматически в зависимости от положения первого и второго переключателей 9 и 15. Это достигается путем ввода в схему время-импульсного аналого-цифрового преобразователя 11 и масштабного усилителя- преобразователя 10, который нормализует коэффициент передачи всего канала измерения, величины устанавливаемого ниброускорения таким образом, что перестраивая регулятор амплитуды колебаний 2 непосредственно по цифровому индикатору 17 (беэ дополнительных пересчетов) с высокой точностью устанавливается величина виброускорения 10 м/с 2. Переменный сигнал с выхода образцового вибропреобразователя 5 поступает на вход первого согласующего усилителя 6, который обеспечивает необходимое усиление поступающего сигнала и согласование выходного сопротивления вибропреобраэователя 5 с входным сопротивлением масштабного усилителя-преобразователя 10, который преобразует переменное входное напряже1067385 иие в постоянное и усиливает его донеобходимой величины. Постоянное напряжение с выхода масштабного усилителя-преобразователя 10 поступает напервый вход время-импульсного аналого-цифрового преобразователя 11, который преобразует постоянное напряжение (входной сигнал) во временнойинтервал, длительность торого прямо пропорциональна веф" /входного сигнала. ПрмяоуГольныимтфА 5 сы 10кварцевого генератора 1 ф ух 1 олняютвременной интервал. Таким Образом,на выходе время-импульснооаналогоцифрового преобразователя 11 Формируются последовательности импульсов, 15причем количество импульсов в однойпоеледовательности прямо-пропорционально величине входного сигнала.С выхода время-импульсного аналогоцифрового преобразователя 11 последовательности импульсов через второй переключатель 15 поступают навход блока 16 считывания. При этомна цифровом индикаторе 17 высвечивается число, равное числу импульсов в последовательности. Таким образом, перестраивая регулятор 2 амплитуды колебаний по цифровому индикатору 17, с высокой точностьюустанавливается необходимое виброускорение рабочего стола вибровозбудителя 4. Первый переключатель 9устанавливается в положение, соответствующее подключению выхода второго согласующего усилителя 7 к входу масштабного усилителя-преобразователя 10. На цифровом индикаторе 17высвечивается число, равное коэффициенту преобразования калибруемоговибропреобразователя 8 относительновиброускорения 1 м/сг. Если а - величина устанавливаемого виброускорения рабочего стола вибрОВОЗбудителя 4;К 8 - коэффициент преобразованияОбразцового вибропреобразователя 5,К сх,1 - коэффициент передачи первого 45согласующего усилителя 6; Ксг - коэффициент передачи второго согласующего усилителя 7; Кх,- коэффициентпередачи масштабного усилителя-преобразователя 10, Кп - коэфФициент 50преобразования время-импульсногоаналого-цифровогопреобразователя 11,а цифровой индикатор 17 обеспечиваетсквозную индикацию счетных импульсов, поступающих на вход блока 16 55считывания (т,е. цифровое значениеиа индикаторе 17 соответствует количеству импульсов в последовательности, поступающей на вход блока 16счйтывания), то для того, чтобы начетырехразрядном индикаторе 17 высвечивалось число 10.00, при установке на рабочем столе вибровозбуВНИИПИ Заказ 11200 46 Филиал ППП "Патентф, г,дителя 4 калибровочной величины виброускорения 10 м/с , необходимо, во-первых, при включении канала измерения величины устанавливаемого виброускорения с помощью переключателей 9 и 15 обеспечить подачу необходимого напряжения на знак "," (запятая) второго разряда цифрового индикатора 17, что практически не представляет технической сложности, вовторых, необходимо .обеспечить поступление на вход блока 16 считывания последовательностей импульсов, содержащих по 1000 импульсов. Второе условие выполняется при соблюдении равенства:аК К К К =ЮОо. (116 су 1 х иИз структуры виброКалибровочного устройства и формулы (1) видно, что при обеспечении расчетных величин коэффициентов передачи и преобразования соответствующих узлов, на цифровом индикаторе 17 обеспечивается непосредственный (без дополнительного пересчета) отсчет величины виброускорения, устанавливаемого на рабочем столе вибровозбудителя 4,Для определения (измерения) коэффициента преобразования калибруемого вибропреобразователя, первый переключатель 9 устанавливается в положение, соответствующее подключеныо выхода второго согласующего усилителя 7 к входу масшгабного усилителя-преобразователя 10Причем, для обеспечения непосредственного отсчета (без дополнительного пересчета) коэФФициента преобразования калибруемого вибропреобраэователя, отнесенного к виброускорению в 1 м/сг достаточно выполнить условие:О,О 1.окс г Кхп К 1000 (гИз структуры виброкалибровочного устройства и из Формул (1) и (2) видно, что при использовании в расчетах нормированной величины калибровочного виброускорения с = 10 м/с,г для обеспечения непосредственного отсчета по цифровому индикатору 17 величины установленного виброускорения или величины коэффициента преобразования калибруемого вибропреобразователя, можно испольэовать любые комбинации значений Кц Ксх 1 ис последующим пересчетом К и Ксхе.Использование виброкалибровочного устройства, выполненного в виде единОго переносного прибора, позволяет производить виброиспытания изделий и калибровку вибропреобразователей, повысить его мобильность и универсальность. Ти аж 823 Подписное РУжгород, ул.Проектная,4