Устройство для виброиспытаний

10 50 Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано для испытаний изделий.Цель изобретения - повышение производительности и информативности виброиспытаний за счет исключения избыточной информации в нерезонансных областях,На чертеже приведена структурнаясхема устройства для виброиспытаний.Устройство содержит управляемыйгенератор ,1 с блоками компрессии иразвертки частоты, первый 2 и второй 3 гетеродинные сопровождающие фильтры, управляющие входы которых подключены к первому выходу генераторарегистратор 4, усилитель-ограничитель 5, входом подключенный к первому выходу генератора 1, последова" тельно соединенные усилитель 6 мощнос",ти и вйбратор 7, первый 8 и второй 9вибропреобразователи, размещенные со"ответственно на вибраторе 7 и испытуемом изделии 10, первый согласующий усилитель 11, включенный между пер.вым вибропреобразователем 8 и входом первого сопровождающего Фильтра 2,Фазовый детектор 12, входы которого подключены к выходам сопровождающих фильтров 2 и 3, второй согласующий усилитель 13, включенный между вторым вибропреобразователем 9 и входомвторого сопровождающего фильтра 3,детектор 14 абсолютной величинывключенный на выходе .Фазового детектора 12, аналоговый перемножитель 15,входы которого подключены к выходудетектора 14 абсолютной величины и квыходу блока развертки частоты генератора 1, преобразователь 16 напряжение-частота, включенный на выходеперемножителя 15, интерполятор 17,выход которого подключен к входу блока развертки частоты генератора 1,первый реверсивный счетчик 18, первый цифроаналоговый преобразователь 19, включенный между выходом счетчика 18 и входом интерполятора 1, второй цифроаналоговый преобразователь 20, второй реверсивный счетчик 21, выход которого подключен ко входу аналогоцифрового преобразователя 20, формирователь 22, вход которого подключен к выходу нулевого состояния счетчика 21, триггер 23 режима и триггер 24 реверса, входы сброса которых подключены к выходу Формирователя 22, элемент ИЛИ 25, первый мультиплек 5 20 сор 26, первый ключ 27, вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 5, а выход - к информационному входу первого мультиплексора 26,управляемый усилитель 28, включенныймежду первым сопровождающим фильтром2 и управляющим входом генератор; 1,первый компаратор 29, блок 30 опорного напряжения, детектор 31 нуля,вход которого подключен к выходу фазового детектора 12, а выход - ковходу установки триггера 23, второйключ 32, второй компаратор 33, выход которого подключен к входу ключа32, а второй мультиплексор 34, информационный вход которого подключен квыходу преобразователя 16, управляющий вход подключен к выходу второго ключа 32, а выходы подключены соответственно к вычитающему входусчетчика 18 и входу элемента ИЛИУстройство работает следующим образом.Генератор 1 обеспечивает развертку частоты электрического сигнала,пропорциональной величине напряжения на. соответствующем его входе.После усиления усилителем 6 этотсигнал преобразуется вибратором 7 вмеханические колебания стола с установленным на нем иэделием 10. Уровеньвоздействия, преобразуемый вибропре"обраэователем 8 в электрический сигнал, стабилизируется по цепи согласующий усилитель 11 - гетеродинный сопровождающий Фильтр 2, предназначенный для селекции основной гармоникиуправляемый усилитель 28, коэффициентусиленйя которого в исходном состоянии равен единице, - блок компрессиигенератора 1. Уровень отклика иэделия 1 О на приложенное воэдействиепреобразуется вибропреобразователем9 в электрический сигнал, которыйчерез согласующий усилитель 13 и гетеродинный сопровождающий Фильтр 3поступает на регистратор 4, где фиксируется,В режиме поиска резонансной частоты в области, далекой от резонансной, развертка частоты осуществляется со скоростью, максимальной длявиброиспытательной системы. Это достигается за счет того, что в этойобласти сдвиг фаз колебаний вибростола и отклика далек от 4 /2, а значит,сигнал на.выходе фазового детектора12 и, следовательно, перемножителя7763 50 55 з 39 15 максимален. При этом импульсы с выхода преобразователя 6 напряжение-частота, поступающие через мультиплексор 34 и элемент 25 ИЛИ иа вход суммирования счетчика 8, увеличивают его состояние, а следовательно, и величину напряжения на выходе. цифроаналогового преобразователя 19, поступающего через интерполятор 17 (с целью исключения скачков) на вход блока развертки частоты генератора 1. Скорость развертки пропорциональна фаэовому сдвигу от д/2 и текущему значению частоты. При подходе к резонансной области сдвиг фаз колебаний вибростола и отклика приближается к 1/2, а сигнал с выхода фазового де. тектора 12 - к нулю, что вызывает замедление развертки вплоть до полной ее остановки при достижении сдвигом фаэ величины 1/2, так как в этом случае нуль с выхода фазового детектора 12 через детектор 4 абсолютной величины устанавливает ; нулевой уровень на выходе аналогового перемножителя 15 по соответствующему входу, и поступление импульсов на счетчик 18 прекращается. В этот момент нуль- детектор 31 формирует сигнал, устанавливающий триггер 23 режима в единичное состояние.В режиме резонанса уровень с выхо-да триггер 23 режима открывает ключи 27 и 32. Открытие ключа 27 вызывает поступление импульсов, формируемых усилителем"ограничителем 5 через мультиплексор 26, на суммирующий вход счетчика 21, что увеличивает его состояние, а следовательно, величину сигнала на выходе цифроаналогового преобразователя 20. Рост управляющего сигнала уменьшает коэффициент передачи управляемого усилителя 28 в цепи компрессии, а значит, вызывает увеличение уровня воздействия на столе вибратора 7, С увеличением амплитуды колебаний вследствие нелинейности изделия 1 О происходит смещение резонансной частоты от первоначального значения, соответствующего малым Колебаниям, что вызывает изменение фазового сдвига. Если характеристика иэделия "жесткая", то значение резонансной частоты с ростом амплитуды . возрастает и фазовый сдвиг принимает значение, меньшее.Я /2, что выэьвает подстройку устройства на резонанс аналогично предыдущему режиму. Увеличение уровня воздействия продолжается, пока уровень отклика недостигнет предельного значения, устанавливаемого блоком 30 опорного5напряжения. При этом сигнал с компаратора 29 устанавливает триггер 24реверса.В режиме реверса уровень с выходатриггера 24 реверса переключает муль-:типлексор 26 на вычитающий вход счетчика 21 и уровень воздействия убывает до исходного значения. При этомсчетчик 18 возвращается в состояние,соответствующее резонансной частотедля малых. колебаний, а счетчик 21в нулевое, что вызывает появлениесоответствующего уровня на его выходе нулевого состояния, по которому2 О формирователь 22 вырабатывает импульссброса триггеров 23 и 24, переводящий - пройдя через элемент ИЛИ 25счетчик 18 в состояние, соответствующее зарезонансной области, а все25 устройство - в режим поиска следующей резонансной частоты,При настройке на следующую резонансную. частоту цикл работы устройства повторяется.При этом достигается повышениепроизводительности испытаний, так какнелинейные свойства испытуемого иэделия исследуются непосредственно итолько в резонансной области, а в35нереэонансных развертка осуществляетсяс максимально допустимой для даннойвиброиспытательной системы скоростью.За счет исключения избыточной информации в нерезонансных областях ипредставления зависимости исследуемых свойств непосредственно в виде,исключающем необходимость дополнительной обработки, например, анализа кривых АХЧ, полученных при разных45уровнях вибровоэдействия, повышаетсяинформативность испытаний,Формула изобретенияУстройство для виброиспытаний, содержащее управляемый генератор, первый и второй.гетеродинные сопровождающие фильтры, управляющие входы кото" рых подключены к первому выходу генератора, последовательно соединенные усилитель мощности, подключенный входом к второму выходу генератора, и вибратор, первый и второй вибропреобраэователи, первый иэ которых раэ1397763 Составитель В. НиколаевТехред Л.Олийнык Корректор И. МаксимининецРедактор С, Патрушева Заказ 2598/40 Тираж 847 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 мещен на вибраторе,-а второй распо- лагают на испытуемом изделии, первый и второй согласующие усилители, включенные между выходами соответ" ствующих вибропреобразователей и5 входами сопровождающих фильтров, фазовый детектор, входы которого соедннены с выходами сопровождающих фильтров, детектор абсолютной величи ны и детектор нуля, входы которых подключены к выходу фазового детектора, аналоговый перемножитель, первый вход которого соединен с выходом де" тектора абсолютной: величины, а второй вход - с выходом блока развертки частоты генератора, преобразователь напряжение - частота, вход которого подключен к выходу перемножителя, последовательно соединенные реверсийный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь и интерполятор, выкод которого подключен к входу блока развертки генератора, усилитель- ограничитель, вход которого соединен с первым выходом генератора, первый ключ и регистратор, синхронизирующий вход которого подключен к первому выходу генератора, а информационный вход - к выходу второго сопровождаю 30 щего фильтра, о т л и ч а. ю щ е е с я теь, чтос целью повышения производительности и информативности вибро- . испытаний,.оно снабжено управляемым усилителем, вход которого соединен с вьйодом первого сопровождающего З 5 фильтра, а выход - с управляющим вхо- дом генератора, последовательно соединенными первым мультиплексором,вход которого подключен к выходу первого ключа, вторым реверсивным счет"чиком и вторым цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к управляющему входу управляемогоусилителя, первым компаратором, первый вход которого подключен к выходувторого сопровождающего фильтра, блоком опорного напряжения, подключенным к второму входу первого компаратора, триггером реверса, вход установки которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с входомуправления первого мультиплексора,триггером режима, вход установки ко- .торого соединен с выходом детекторануля, а выход - с управляющим входомпервого ключа, информационный входкоторого подключен к выходу усилителя"ограничителя, формирователем,вход которого подключен к выходу нулевого состояния второго счетчика,а выход - к входам сброса триггеров,и последовательно соединенными вторымкомпаратором, входы которого соединены с выходами детектора абсолютнойвеличины и фазового детектора, вторымключом, управляющий вход которогосоединен с выходом триггера режима,вторым мультиплексором, управляющийвход которого соединен с выходомпреобразователя напряжение - частота,и элементом ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя,а первый выход подключен к суммирующему входу первого счетчика, вычитающий вход которого подключен к второмувыходу второго мультиплексора.