Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1402 А 1 50 401 М 7/ НИЯ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) В. П. Большаков(56) Никитин К. Е. Установка килогерцевого диапазона для автоматического измерения внутреннего трения и модуля Юнга. - Заводская лабооатория, 1982, т. 48,15, с. 76 - 79.Авторское свидетельство СССР1245909, кл. 6 01 М 7/00.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ В АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля качества или определения характеристик изделия по значениям частот их резонансных колебаний. Целью изобретения является снижение потребляемои при испытаниях изделий мощности, которая достигается за счет введения в устройство второго измерительного элемента 21, второго блока 22 сравнения, интегрирующего элемента 23 с ограничением, третьего блока 24 сравнения, третьего преобразователя 25 напряжения в разнонаправленные токи и второго реверсивного мостового переключателя 26, что исключает появление постоянной составляющей в треугольном сигнале на выходе первого интегратора 6, а следовательно, и в выходном сигнале усилителя 8 мощности. Настройка на частоту собственных колебаний испытуемого изделия происходит и ри любом режиме вибродатчика 1 за счет амплитудной стабилизации сигнала треугольной формы на выходе первого интегратора 6. Регулирование уровня возбуждения испытуемого изделия осуществляется в соответствии с заданной программой изменения порогов срабатывания нелинейного элемента 4. 2 ил.Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля качества или определения характеристик изделий по значениям частот их резонансных колебаний.Цель изобретения - снижение потребляемой при испытаниях изделий мощности за счет амплитудной стабилизации сигнала треугольной формы, амплитуда которого изменяется исходя из задаваемой величины уровня возбуждения испытуемого изделия.На фиг. 1 представлена функциональная электрическая хема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу отдельных узлов устройства.Устройство содержит автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик 1, установленный на изделии 2, предварительный усилитель 3, нелинейный элемент 4, первый реверсивный мостовой переключатель 5, первый интегратор 6, двухпозиционный переключатель 7, усилитель 8 мощности, вибровозбудитель 9 и контур регулирования уровня возбуждения, включающий поСледовательно соединенные первый измерительный элемент 10, первый блок 11 сравнения, к второму входу которого подключен программатор 12, второй интегратор 13 и первый преобразователь 14 напряжения в разнонаправленные токи. Устройство содержит двухполупериодный выпрямитель 15,масштабные резисторы 16, 17, включенные между выходами двухполупериодного выпрямителя 15 и второго преобразователя 18 напряжения в разнонаправленные токи, управляемый клоч 19, сигнальный вход которого соединен с одним из выходов второго преобразователя 18 напряжения в разнонаправленные токи, выход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента 4, сумматор 20, входы которого подключены к выходам второго преобразователя 18 напряжения в разнонаправленные токи, а выход соединен со вторым коммутируемым контактом двух- позиционного переключателя 7. Последовательно между выходом первого интегратора 6 и второй диагональю первого мостового реверсивного переключателя 5 включены второй измерительный элемент 21, вто рой блок 22 сравнения, интегрирующий элемент 23 с ограничением, третий блок 24 сравнения и третий преобразователь 25 напряжения в разнонаправленные токи. К выходу нелинейного элемента 4 подключен вход второго реверсивного переключателя 26, выход которого через третий масштабный резистор 27 соединен с выходом первого интегратора 6.и со входом нелинейного элемента 4, подключенным через четвертый масштабный резистор 28 к выходу предварительного усилителя 3. Вход второго преобразователя 18 напряжения в разнонаправ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ленные токи и второй вход второго блока 22 сравнения подключены к выходу второго интегратора 13, а второй вход третьего блока 24 сравнения подключен к второму выходу программатора 12.Устройство работает следующим образом.Если вибродатчик работает в режиме виброметра (измеряя перемещения испытуемого изделия 2) либо в режиме акселерометра (измеряя ускорение испытуемого изделия 2), то необходимо подвижной контакт переключателя 7 установить в нижнее положение. В результате изделие 2 включается в замкнутый автоколебательный контур: вибродатчик 1, предварительный усилитель 3, четвертый масштабный резистор 28, нелинейный элемент 4, первый реверсивный мостовой переключатель 5, первый интегратор 6, двухпозиционный переключатель 7, усилитель 8 мощности, вибровозбудитель 9. Начальная частота автоколебаний в этом конуре устанавливается напряжением со второго выхода программатора 12. В начале работы устройства на выходе интегрирующего элемента 23 с ограничением рормируется уровень постоянного напряжения, а на выходе третьего блока 24 сравнения формируется напряжение, равное сумме напряжений со второго выхода программатора 12 и с выхода интегрирующего элемента 23 с ограничением. Напряжение с выхода третьего блока 24 сравнения преобразуется преобразователем 25 в разнонаправленные токи одинаковой величины. При включении устройства нелинейный элемент 4 устанавливается в одно из двух устойчивых состояний, например характеризуемое положительным выходным потенциалом. Это вызывает поступление на вход первого интегратора 6 через первый реверсивный мостовой переключатель 5 тока преобразователя 25, При этом напряжение на выходе интегратора 6 изменяется по линейному закону в отрицательную сторону до момента, когда напряжение на входе нелинейного элемента 4 изменяет знак и становится отрицательным, тогда происходит переключение нелинейного элемента 4 в дружное устойчивое состояние, характеризуемое отрицательным выходным потенциалом. Следовательно, через первый реверсивный мостовой переключатель 5 протекает ток на вход первого интегратора 6 и на его выходе напряжение начинает изменяться в положительную сторону до очередного переключения нелинейного элемента 4. Амплитуда треугольных колебаний на выходе первого интегратора 6 регулируется через второй реверсивный мостовой переключатель 26 за счет изменения величин токов с выхода первого преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, при этом она определяется выходным напряжением второго интегратора 13. Второй измерительный элемент 21 преобразует напряжение 116 в сигнал поло 13жительной полярности, величина которого равна амплитуде треугольного сигнала. Поэтому по прошествии периода колебаний сигнал на выходе второго блока 22 сравнения оказывается равным нулю. Испытуемое изделие 2 вобуждается сигналом треугольной формы, который через усилитель 8 мощности прикладывается к входу вибровозбудителя 9.Для возбуждения автоколебаний в случае, когда вибродатчик 1 работает в режиме велосиметра, измеряя скорость испытуемого изделия 2, необходимо подвижной контакт переключателя 7.установить в верхнее положение, В этом случае автоколебательный контур образовывается последовательным соединением вибродатчика 1, предварительного усилителя 3, четвертого масштабного резистора 28, нелинейного элемента 4, первого реверсивного мостового переключателя 5, первого интегратора 6, выпрямителя 15, соединенного через резисторы 16, 17 с сумматором 20, переключателя 7, усилителя 8 и вибровозбудителя 9 с изделием 2. Временные диаграммы на фиг. 2 показывают, что поступающие на вход двухполупериодного выпрямителя 15 сигналы треугольной формы преобразуются в треугольные сигна- ЛЫ 1 вых в, 11 выхв удВОЕННОй ЧаСТОТЫ. К ЭТИМ сигналам за счет связи выходов выпрямителя 15 с выходом преобразователя 18 добавляется постоянная составляющая, пропорциональная амплитуде 1)в .6 треугольных колебаний. Соответствующий выбор величин сопротивлений масштабных резисторов 16, 17 обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала Ьвых 1;, а ключ 19, управляемый сигналом с выхода нелинейного элемента 4, в течение полупериода колебаний 11 вых 4 подключает масштабный резистор 16 к шине нулевого потенциала, В результате суммирования сумматором 20 сигналов 1.1 вых 9, 11и с учетом инвертирования формируется сигнал 11 вых 29, который в установившемся режиме сдвинут по фазе относительно 1)выхб на 90. Поэтому, когда сигналы 13 вых 3, 1 выхч синфазны, (что характерно при измерении скорости испытуемого изделия), в рассмотренном автоколебательном контуре возникают устойчивые автоколебания.Регулирование амплитуды нагружения испытуемого изделия в соответствии с программой осуществляется после настройки на частоту собственных колебаний с помощью контура регулирования уровня возбуждения. Для этого измеряется амплитуда сигнала с выхода предварительного усилителя 3 с помощью первого измерительного элемента 10. Выходной уровень напряжения с выхода первого измерительного элемента 10 сравнивается с помощью первого блока 11 сравнения с сигналом с первого выхода программатора 12. На выходе блока 11 сравнения формируется сигнал рассогласования, если уровень колебаний испытуемого изделия не402821 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 соответствует заданному на данной ступени нагружения. Этот сигнал рассогласования, прикладываемый к входу второго инвертора 13, вызывает изменение выходного напряжения на выходе интегратора3 и, следовательно, приводит к изменению амплитуды треугольных колебаний на выходе первого интегратора 6 за счет изменения порогов срабатывания нелинейного элемента 4. Переход к следующей ступени нагружения осуществляется за счет изменения величины нагружения на первом выходе программатора 12.Таким образом, в предлагаемом устройстве настройка на частоту собственных колебаний испытуемого изделия 2 происходит при любом режиме работы вибродатчика 1 за счет амплитудной стабилизации сигнала треугольной формы на выходе первого интегратора 6. Регулирование уровня возбуждения испытуемого изделия 2 осуществляется в соответствии с заданной программой путем изменения порогов срабатывания нелинейного элемента 4, а следовательно, и амплитуды треугольных колебаний.Введение в устройство новых элементов исключает появление постоянной составляющей в треугольном сигнале на выходе пер. вого интегратора 6, а следовательно, и в выходном сигнале усилителя 8 мощности. В результате уменьшается потребляемая мощность самым энергоноским блоком устройства - усилителем мощности и исключается возможность перегрузки источников питающего устройство напряжения.Формула изобретенияУстройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик, устанавливаемый на изделии, предварительный усилитель, нелинейный элемент, первый реверсивный мостовой переключатель, первый интегратор, двухпозиционный переключатель, усилитель мощности и вобровозбудитель и контур регулирования уровня возбуждения, включающий последовательно соединенные первый измерительный элемент, первый блок сравнения, к второму входу которого подключен программатор, второй интегратор и первый преобразователь напряжения в разнонаправленные токи, а также двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого интегратора, два масштабных резистора, включенные между выходами двухполупериодного выпрямитечя и второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, управляемый ключ, сигнальный вход которого соединен с одним из выходов второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, выход заземлен, управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента, и сумматор, входы которого подклю/йгхЮ Кт Сост Техре Тираж енного комитета Москва, Ж 35 играфияеское првителИ. Ве847СССРРау Редактор Л. ДолиниЗаказ 2844128В 11 ИИПИ Государст1303511 роизводственно-по о дел скан ие, г. дприя чены к выходам второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, а вь 1- ход соединен с вторым коммутируемым контактом двухпозиционного переключателя, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой при испытании изделий мощности, в него введены второй измерительный элемент, второй блок сравнения, интегрирующий элемент с ограничением, третий блок сравнения, третий преобразователь напряжения в разнонаправленные токи, включенные последовательно между выходом первого интегратора и второй диагональю первого реверсивного мостового переключателя, второй реверсивный мостовой переключатель, вход которого подключен к выходу нелинейного элемента, выход соединен через третий масштабный резистор с выходом первого интегратора и с входом нелинейного элемента, подключенным через четвертый масштабный резистор к выходу предварительного усилителя, вторая диагональ соединена с выходом первого преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, вход второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи и второй вход второго блока сравнения подключены к выходу второго интегратора, второй выход третьего блока сравнения подключен к второму выходу программатора. влиновКорректор С. ЧерниПодписноеам изобретений и открытийнаб., д. 415Ужгород, Ул. Г 1 роектная, 4