Способ измерения поперечных ускорений объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О,47018 4 С 01 Р 15/ НИ ЛЬСТВУ СА) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Установки электродинамические вибрационные. Методы и средства испытаний. ГОСТ 19118-73.Методика определения параметров вибрации лабораторных вибростолов, МИ 99-76. - И.: Издательство стандартов, 1979, с.3-8.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХУСКОРЕНИЙ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретенияповышение точности измерения. Дляизмерения ускорений в контрольныхточках устанавливают датчики 1 и 2ускорений, рабочие оси которых ориентируют параллельно направлению Х.Если положительные направления рабочих осей датчиков 1 и 2 ускоренийориентированы в противоположные стороны, то для выделения синфазных составляющих выходы датчиков 1 и 2 ускорений подключают к арифметнческомуустройству 3 для вычитания и деленияна два сигналов, пропорциональныхускорениям. 1 ил.+а +а"+а , (2) где- ускорение поступательного,цвижения объекта испытаний в рабочем направлении У;- касательные составляющие ускорений, вызванные угловыми колебаниями объекта испытаний; а Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам измерения паразитных поперечных колебаний объектов, например аппаратуры и приборов при их вибрационных испытаниях на электродинамических и других стендах.Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния изгибных деформаций объекта.На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит датчики 1 и 2, установленные в одноименных контрольных точках объекта испытаний и предназначенные для измерения поперечного ускорения объекта в направлении Х, Электрические выходы датчиков 1 и 2 подключены к входам арифметического устройства 3, выход которого присоединен к регистрирующему прибору 4. Датчики 1 и 2 установлены на приспо- соблении 5, служащем для крепления на подвижной части возбудителя 6 испытуемого изделия 7.Способ реализуется следующим образом.Иэделие 7 под действием электро- динамической силы Гэ, кроме рабочих (продольных) колебаний в направлении У совершает дополнительно паразитные угловые колебания (Ч). При этом приспособление 5, на котором установлены датчики 1 и 2 для измерения поперечных ускорений в направлении Х, испытывает изгибные деформации (недеформированное состояние приспособления 5 показано пунктирными линиями).При наличии угловых колебаний и деформаций объекта испытаний ускорения контрольных точек 1 и 2 можно представить в виде(3) тогдааммаркс (4 ) гц ас, МОкс о гц 1 чо гш Вцгц,где ц, и- амплитуда и частотаугловых колебаний точки 1 при изгибных деФормациях приспособцления 5;45 , = , г ц, - наибольшая дуга приугловых колебанияхточки 1, вызванныхдеформациями приспособления 5;50 гц . расстояние от центраповорота (тп. О,) доконтрольной точки 1Наибольшие изгибные деформацииприспособлений наблюдаются на резо нансных частотах. При испытаниях аппаратуры и приборов резонансные частотыприспособлений лежат выше 300 Гц, ВЦэтом случае Бг , и поэтому величиной а , можно пренебречь, Обычно нормальные составляющие ускоренийпри Угловых колебаниях объекта испытаннй;- касательные составляющие ускорений,вызванные изгибны ми деформациямиприспособления 5;- нормальные составляющие ускоренийпри изгибных дефор мациях приспособления 5;- ускорения Кориолиса в контрольныхточках 1 и 2.При измерениях поперечных ускорений в направлениях Х необходимо выражения (1) и (2) спроектировать наось Х. При этом влиянием а, апта, а, а, а можно пренеби,125 речьДействительно, пусть угловые колебания контрольной точки 1, вызванные изгибными деформациями приспособления 5, описываются уравнениями(5)15- амплитуда угловыхколебаний объектаиспытаний;- относительная скогде 20 рость движения контрольной точки 1 приизгибных деформациях 25приспособления 6;и- расстояние от контрольной точки 1 доцентра поворота(ш.О) при угловых 30колебаниях объектаиспытаний;Б - наибольшая дуга приО 1угловых колебанияхточки 1 объекта испытаний вокруг точки О.По указанным причинам имеем Б с гпоэтому величиной а, также 01 и 1можно пренебречь, так как (а, ) к,с (с(а," )а,. 313470 г, сг, поэтому с еще меньшей погрешностью можно пренебречь нормальной составляющей ускорения аиМаксимум ускорения Кориолиса в точке 1 при гармонических угловых колебаниях системы вокруг ш. 0 (переносное движение) и угловых колебаниях точки 1 вокруг ш, 0 (относительное движение) равен18Величины а"совр, и а, соя противофазны. Они не характеризуют поперечное движение испытуемого изделия 7 в целом и поэтому должны быть исключены как систематические а, +а а соз О,+а-соя юи и2 2а-соя,-а-, соя Рц цЬ а.(10)а", соя 3, = /а-соя ,(а- созе, = а соя КгИз (9) и (10) следует, что систематическая погрешность от изгибных деформаций погрешности измерения.Таким образом, выделяя синфаэныесоставляющие ускорений аи а,можно по их величине определить поперечное поступательное движение узлов крепления испытуемого иэделия 7как единого целого.В устройстве, реализующем предлагаемый способ, для измерения ускорений в контрольных точках устанавливают датчики 1 и 2 ускорений, рабочиеоси которых ориентируют параллельнонаправлению Х,Если положительные направлениярабочих осей датчиков ориентированыв одну сторону, для вьщеления синфазных составляющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству3 для суммирования и деления на двасигналов, пропорциональных ускоренияма и а . В этом случае, как следуетиз выражений (7) и (8)45 50 55 Аналогично можно показать, что при измерении поперечных ускорений в контрольной точке 2 можно пренебречь составляющими ускорений а, Ц пу а иПри измерении поперечного ускорения в контрольных точках 1 и 2 в направлениях Х необходимо выражения (1) и (2) спроектировать на направление Х. Тогда, пРенебРегаЯ а аки и - О Ца, а , а, а, получают а , = - асов, - а"соз 1,; (7) (К 1 а= - а", сояк+ а"-, соз ,. (8) а;, созД, - а-, сояР.ц ц2 Если г Фгц , то и в этом случаец 4 цяфукаэанная систематическая погрешность (12) значительно меньше, чем исходные погрешности (противофазные составляющие) в каждом из сигналов датчиков 1 и 2. Если положительные направления рабочих осей датчиков ориентированы в противоположные стороны, (чертеж) для вьщеления синфазных составляющих выходы датчиков подключают к арифметическому устройству для вычитанияиа, = - асозо + а-соя,. (13) иа= а созк+ а, соз 3, п Составитель В.ПименовТехред А.Кравчук Корректор М.Демчик Редактор И.ГорнаятВВЗаказ 511 б/43 Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие г.ужгород, ул.Проектная, 4 5 134 и деления на два сигнала, пропорциональных ускорениям а и аифПусть положительное направление рабочей оси датчика 2 совпадает с положительным направлением Х, Тогда Положительное направление рабочей оси датчика 1 противоположно положительному направлению оси Х. Тогда Вычитая и деля на два с помощью арифметического устройства 3 сигналы, пропорциональные (12) и (13), получают при г, = г г = ги сигнал, пропорциональный синфазным составляющим ускорений аи аии и е Арифметическое устройство 3 может быть выполнено, например, на опера-, ционном усилителе.Опытная проверка предлагаемого способа подтвердила его высокую эффективность. Погрешности измерения поперечных ускорений испытуемых изделий в области существенных деформа"- ций приспособлений, которыми испытуе7018вмое изделие прикрепляется к возбудителю, уменьшаются в 3-5 раз.Формула изобретенияСпособ измерения поперечных ускорений объекта, заключающийся в том, что измеряют ускорение в нескольких точках объекта в направлении, перпендикулярном его продольному движе нию, и по результатам измерений определяют ускорение поперечного движения объекта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышение точности измерения путем исключения вли яния изгибных деформаций объекта,измеряют одновременно мгновенные значения поперечного ускорения вдоль одной оси датчиками в двух точках, расположенных по разные стороны от 20 линии, проходящей через центр массобъекта и параллельной его продольному движению, при этом положительные направления рабочих осей датчиков ориентируют в противоположном нап равлении, а затем арифметическим вычитанием и делением на два сигналов датчиков из мгновенных значений измеренных ускорений выделяют синфазные составляющие, по величине кото рых судят о поперечном ускорениидвижения объекта.