Устройство для измерения коэффициента затухания колебаний

(19) (11) СЮ 6 01 й,ЕНИЯ Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содержащее возбудитель колебаний, вибропреобраэователь перемещений и под-,ключенный к нему осциллограф, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ,повышения оперативности измерений, оно снабжено двумя взаимно перпендикулярными направляющими с микрометрами и размещаевым на экране осциллогра. фа транспарантом, выполненным иэ прозрачного материала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями, расстояние между крайимл: иэ которых в 2,72 раза больше, чем расстояние между нижней и промежуточной линиями, и кривой обратной пропорциональности текущего времени .СИзобретение относится к технике измерения параметров затухающих колебаний и может быть использовано для измерения коэффициента затухания и логарифмического декремента затухания,добротности в электрических и механических системах и внутреннего трения при исследовании физическихсвойств веществ,Известно устройство для измерениялогарифмического декремента затухания, содержащее возбУдитель колебаний,датчик, электронно-счетный частотомер, светолучевой и электронный осциллографы. Процесс измерения включает измерение амплитуд начального и 15конечного колебаний, амплитуды кото, рых надежно измеряются по виброграмме, и последующие вычисления 1(Недостатками этого устройства являются низкая производительность измерений, сложность процесса измерения, связанная с большим количествомизмерительной аппаратуры и записивиброграмм, измерения по ним амплитуд,вычисления и низкая точность результатов прн интенсивных затуханиях.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения коэффициента затухания колебаний, содержащее возбудитель колебаний, вибропреобразовательперемещений и подключенный к нему осциллограф 2 .Однако известное устройство не по-,зволяет производить непосредственныйотсчет коэффициента затухания, имеетзначительную времяемкость измерительного и вычислительного процесса и малую производительность.Целью изобретения является повышение оперативности измерений. 40Указанная цель достигается тем,что устройство для измерения коэффициента затухания колебаний, содержащее возбудитель колебаний, вИбропреобразователь перемещений и подклю. 45ченный к нему осциллограф, снабженодвумя взаимно перпендикулярными направляющими с микрометрами и размещаемым на экране осциллографа транспарантом, выполненным из прозрачногоматериала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями, расстояние между крайними из ко.торых в 2,72 раза больше, чем расстояние ме ду нижней и ромежуточной линиями, и кривой обратной пропорциональности текущего времени.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения коэффициента затухания содержит возбудитель 1 колебаний, вибропреобразователь 2 перемещений, подключенный кнему осциллограф 3 с двумя взаимноперпендикулярными направляющими 4 и 5 с микрометрами б и 7 и размещаемна экране 8 осциллографа 3 транспарантом 9, выполненным из прозрачногоматериала с нанесенными на его поверхность тремя параллельными линиями 10-12 (верхний, средний и нижнийуровни соответственно), расстояниемежду уровнями 10 и 12 из которых ве2,72 раз больше, чем расстояниемежду средним 11 и нижним 12 уровнями, и кривой 13 обратной пропорциональности текущего времени, Вибропреобразователь 2 подключен к осциллографу 3 через переключатель 14.Передвижные микрометры б и 7 имеютстрелочные удлиненные указатели 15 и16, соответственно перекрывающие,поверхность транспаранта 9. Направляющие 4 и 5 и транспарант 9 закреплены на раме 17, которая в свою очередь расположена на горизонтальнойнаправляющей 18, прикрепленной к осциллографу 3.Устройство работает следующим образом.Для воспроизведения затухающихколебаний на экране осциллографа 3переключатель 14 из положения 1, вкотором возбудитель;1 колебаний (генератор) возбуждает колебания вибропреобразователя 2, переключается вположение 11, при котором возбудитель1 отключается, и одновременно на экране осциллографа 3 воспроизводятсязатухающие колебания, например кривая 19,Визуально представляемая огибающая (экспонента) 20, проведенная через экстремумы кривой 19 затухания,пересекает верхний 10 и средний 11,уровни, а перемещением рамы 17 вдольгоризонтальной направляющей 18 устанавливают начало отсчета микрометров б и 7 в точку начала отсчета текущего времени на нулевой линии кривой 19 затухания, т,е. смещают начало осей координат для кривой 13 обратной пропорциональности в точку,находящуюся на одной вертикальнойпрямой с точкой пересечения огибающей 20 с верхним уровнем 10. Началоотсчета текущеГо времени, в течениекоторого ордината огибающей 20 уменьшается с уровня 10 до уровня 11, начало координат осей абсцисс и ординат и начало отсчетов микрометров би 7 в исходном положении для отсчета коэффициента затухания находятсяв одной общей точке,При записи. затухающих колебаний усилением по вертикали и разверткой по горизонтали кривая 19 затухающего колебательного процесса (или часть кривой) оптимально размещается в пределах экрана. При этом длительность одного сантиметра горизонтальной развертки и цена деления на оси абсцисс задается равной 10с/см, где в = -1; 0; 1; 2; 3 и определяет развертку, при которой в наилучших условиях можно произвести отсчет, т.е, выбирается наибольшая проддлжительность развертки, при которой огибаю 5 щая 20 пересекае- уровни 10 и 11,Кривая 13 обратной пропорциональг ности отображается на транспаранте в масштабе 10:1. Для более точного отсчета коэффициента затухания в начальной и конечной ча ти шкалы на оси ординат кривую обратной пропорциональности дополнительно на транспаранте задают в масштабах 1:1, 50:1, 100:1, тогда цена деления на оси ор динат равна 10 щс-/см.После воспроизведения затухающих колебаний на экране осциллографа 3 раму 17 перемещают вдоль направляющей 18 до наложения точки пересече ния верхнего уровня 10 с осью ординат на огибающую 20 (кривую). Стрелочные указатели 15 и 16 с микрометрами б и 7 перемещают вдоль направляющих 4 и 5 до пересечения в точке, где кривую 13 обратной пропорциональности пересекает вертикальный стрелочный указател-. 15, перекрывающий точку пересечения среднего уровня 11 с визуально представляемой огибающей 20. Показание микрометра 7 на горизонтальной направляющей с учетом времени горизонтальной развертки (значение щ), соответствует времениза которое огибающая, определяемая экстремальными значениями ампли" туд затухающих колебаний, проходит за данные два уровня 10 и 11, Показание микрометра б на вертикальной направляющей .4 с учетом величины в соответствует величине определяемого коэф- .40 фициента затухания, Так как цены делений координатных осей заданы 10 с/см и 10 ф с/см, а степень в отображает в каком масштабе сделан выбор длительности развертки и отоб ражение кривой обратной пропорциональности и цифровые показания микрометров совпадают с показаниями стрелочных указателей на осях транспаранта 9,то отсчет по микрометру дает циф 50 ровое значение, а учет величины щ позволяет определить знак за запятой для выявления целой и дробной частей числа,При быстропротекающих процессах яркость высвечиваемого изображения на на экране осциллографа сравнительно небольшая, поэтому при установке положений стрелочных указателей на соответствующие положения используется тубус.Если показание микрометра 7 на горизонтальной направляющей 5 соответствует времени затухания 1 (коэффициент затухания 3 =1/Й) и экстремаль. ные значения кривой 19 затухания достаточно янно выражены на экране осциллографа 3, то микрометром удобно измерить время 1", в течение которого совершается и полных циклов и вычислить число циклов за время затухания , т .е.и илогарифмический декремент затуханияи пЕ1и собственную частоту затуханияи 8При затухании колебаний, происходящем в один или несколько циклов,визуально представляемая огибающая20, проводимая через экстррмуьи кривой 19 затухания, экстраполируетсядо пересечения верхнего 10.и среднего 11 уронней.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить оперативность измерения параметров колебатель.ных систем, производить непосредственный отсчет коэффициента затухания,увеличить достоверность и надежностьрезультатов измерений,По практически проведенным испытаниям устройство позволяет измерятькоэффициейт затухания в диапазоне0,1-20,0 с , логарифмический декреьант затухания 1-0,004 в диапазонечастот колебаний систем 4-3300 Гц.109390910Составитель Н.Долговаедактор О.Черниченко Техред Т.Маточка Корректор А.ференЗаказ 3412/33 Тираж 547 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 ППфПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная