Устройство для возбуждения ударных импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1474 15 И 4 С 01 0 ОМИТЕ ОТНРЫТ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГННТ СССР ПИСАНИ ЕТЕ(71) Сумский филиал Харьковсколитехнического института им.В.на(56) Авторское свидетельство СССР В 754957, кл. С 01 М 7/00, 1978.Авторское свидетельство СССР В 1155890,кл. С 01 М 7/00, 1983.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УДАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные источник питания, зарядный ключ, батарею конден/саторов, первый разрядный ключ, первый элемент ИЛИ, электромеханический силовозбудитель с установленным на его подвижной части виброизмеритель- ным преобразователем, блок запуска, управляющий элемент, выполненный в виде элемента НЕ, выход которого соединен с управляющим входом зарядного ключа непосредственно, а с управляю" щим входом первого разрядного ключа- через последовательно соединенные второй элемент НЕ и второй элемент ИПИ, второй вход которого подкЛючен к выходу блока запуска, и электрическую демпфирующую цепь, включающую последовательно соединенные фаэочувствительный элемент, вход которого подключен к выходу виброизмерительного преобразователя, фазоинвертор и второй разрядный ключ, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения тоЧ- ности испытаний путем исключения действия на испытуемый объект знакопере-менных ускорений после окончания основного ударного импульса, оно снабжено элементом И, знакочувствительным элементом, первым и вторым усилителями с регулируемыми коэффициентами усиления, первым и вторым диффе. ренцирующими блоками, сумматором, регулируемым пороговым элементом, измерителем пиковых напряжений и регулятором, причем к сигнальному входу второго разрядного ключа подключен выход сумматора, первый вход которого подключен к выходу фазоинвертора аф через первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, а второй вход - к выходу фазоинвертора через последовательно соединенные первый СВ дифференцирующий блок и второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, управляющий вход второго разрядного ключа подключен к выходу ваав элемента И, первый вход которого сое- ф динен с выходом первого разрядного ключа через последовательно соединенные второй дифференцирующий блок и знакочувствительный элемент, а второй вход " через регулируемый пороговый элемент, управляющий вход регулятора подключен к выходу первого разрядного ключа через измеритель пикового напряжения, а управляющие входы первого и второго усилителей с регулиру- ,)Ьф емым коэффициентом усиления и регули- Ь руемый пороговый элемент подключены к выходам регулятора.Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, служащим для возбуждения ударных импульсов при динамических испытаниях изделий.Цель изобретения - повышение точности испытаний при использовании электромеханического силовозбудителя с электрической демпфирующей цепью путем исключения действия на испытуемый объект знакопеременных ускорений после окончания основного ударного импульса.На чертеже приведена структурная 15 схема предлагаемого устройства для возбуждения ударных импульсов.Устройство содержит источник 1 питания, батарею 2 конденсаторов, электромеханический силовозбудитель 3, 20 виброизмерительный преобразователь 4, фазочувствительный элемент 5, фазоинвертор 6, зарядный ключ 7, первый 8 и второй 9 разрядные ключи, первый 10 и второй 11 элементы НЕ, 25 первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, блок 14 запуска, элемент И 15, знакочувствительный элемент 16, первый 17 и второй 18 усилители с управляемыми коэффициентами усиления, первый 19 30 и второй 20 дифференцирующие блоки, сумматор 21, регулируемый пороговый элемент 22, измеритель 23 пиковых напряжений и регулятор У 4, Фазочувствительный элемент 5 осуществляет корреляцию фазы сигнала электрической демпфирующей цепи, Ключи 7 - 9 находятся в проводящем состоянии только при наличии сигнала на их управляющих входах. Блок 14 запуска может быть выполнен в виде коммутирующего ключа и источника опорного напряжения или представляет собой генератор импульсов. Время нахождения ключа в проводящем состоянии или длительность импульса генератора импульсов должна быть не меньше времени срабатывания цепочки ключ 8 - элемент НЕ 10 - элемент НЕ 11 - элемент ИЛИ 13. На выходе знакочувствительного элемента 16 сигнал возникает при отрицатель ном сигнале на выходе блока 20 дифференцированияНа выходе регулируемого порогового элемента 22 сигнал возникает при уменьшении величины его входного сигнала меньше заранее заданного регулируемогопорогового значения. Порог срабатывания элемента 22 пропорционален величине сигнала на его управляющем входе, коэффициенты усиленияусилителей 18 и 19 пропорциональнывеличинам сигналов на управляющихвходах. На выходах регулятора 24 величины сигналов пропорциональны сигналу на выходе измерителя 23 пиковыхнапряжений,Выход источника 1 питания через зарядный ключ 7 подключен к входу батареи 2 конденсаторов, выход которой через первый разрядный ключ 8 подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 12, второй вход которого подключен к выходу второго разрядного ключа 9, управляющий вход которого подключен к выходу элемента И 15, один вход которого подключен к выходу первого разрядного ключа 8 через последовательно соединенные дифференцирующий блок 20 и знакочувствительный элемент 16, а. другой вход элемента И 15 подключен к выходу регулируемого порогового элемента 22, вход которого подключен к выходу первого разрядного ключа 8, объединенному с входом первого элемента НЕ 10, выход которого подключен к управляющему входу зарядного ключа 7 непосредственно, а к управляющему входу первого разрядного ключа 8 - через последовательно соединенные второй элемент НЕ 11 и второй элемент ИЛИ 13, к второму входу которого подключен выход блока 14 запуска. Выход первого элемента 12 ИЛИ подключен к входу электромеханического силовозбудителя 3, сигнальный вход второго разрядного ключа 9 подключен к выходу сумматора 21, первый вход которого подключен к выходу виброизмерительного преобразователя 4, установленного на подвижной части электромеханического силовозбудителя 3, через последовательно соединенные фазочувствительный элемент 5, фазоинвертор 6 и первый усилитель 17, а второй вход сумматора 21 подключен к выходу фазоинвертора 6 через последовательно соединенные первый дифференцирующнй блок 19 и второй усилитель 18.Вход измерителя 23 пиковых напряжений подключен к выходу первого разрядного ключа 8, а выход измерителя 23 пиковых напряжений подключен к управляющему входу регулятора 24, выходы которого подключены к управ 1474495ляющим входам усилителей 17 и 18 порогового элемента 22,Устройство для возбуждения ударных импульсов работает следующимобразом,В исходном состоянии блок 14 запуска отключен, на выходе элементаНЕ 10 есть сигнал, ключ 7 замкнут,а ключ 8 разомкнут. Батарея 2 конденсаторов заряжается (заряжена) от источника 1 питания, При включении бло"ка 14 запуска ключ 8 замыкается и вобмотку подвижной части виловозбудьтеля 3 подается импульс тока, обусловленный разрядом батареи 2 конденсаторов. При этом на выходе элементаНЕ 10 сигнал отсутствует, ключ 7 размыкается, а замкнутое состояние ключа 8 (даже при отсутствии сигнала свыхода блока 14 запуска) обусловленоналичием сигнала на выходе элементаНЕ 11 и, следовательно, на выходеэлемента ИЛИ 13. При достижении на-.пряжением на батарее 2 конденсаторовпорога срабатывания порогового элемента 22 на втором вхог-. элемента И15 имеется сигнал. На первом входеэлемента И 15 сигнал возникает приотрицательном сигнале с выхода второго дифференцирующего блока 20, приэтом на выходе элемента И 15 возникает сигнал.Одновременно, при достижении напряжением на батарее 2 конденсаторовпорога срабатывания элемента НЕ 10,т.е. после прохождения основногоударного импульса тока, на выходеэлемента НЕ 10 имеется сигнал, ключ7 замыкается, а ключ 8 размыкается.Выход источника 1 питания подключается к входу батареи 2 конденсаторови снова начинается ее заряд, а цепьразряда блокирована разомкнутым состоянием ключа 8.Так как ключ 9 замкнут, то приотклонении подвижной части электромеханического силовозбудителя 3 отположения устойчивого равновесия ещево время прохождения основного ударного импульса тока, обусловленного 50разрядом батареи 2 конденсаторов,сигнал с выхода виброизмерительногопреобразователя 4 после прохождения через фазочувствительный элемент 5 и фазоинвертор 6 поступает на входы усилителей 17 и 18, с выхода которых через сумматор 21 поступает на вход ключа 9Замыкание ключа 9 приводит к образованию замкнутого контура отрицательной обратной связи и демпфи- рованию колебаний подвижной части электромеханического силовозбудителя 3.В обмотку подвижной части силовозбудителя 3 подается инвертированное напряжение пропорциональное величине перемещения подвижной части силовозбудителя 3, а также инвертированное напряжение, пропорциональное скорости перемещения подвижной части силовозбудителя 3. Первая составляющая создает силу, препятствующую отклонению подвижной части от положения равновесия. Вторая составляющая изменяет характер движения подвижной части электромеханического силовозбудителя, делая его апериодическим.В зависимости от увеличения (уменьшения) амплитудного значения основного ударного импульса увеличивается (уменьшается) сигнал на выходе измерителя 23 пиковых напряжений, а значит и сигнал на управляющем входе регулятора 24. Тем самым пропорционально увеличиваются (уменЬшаются) порог срабатывания регулируемого порогового блока 22 и коэффициенты усиления усилителей 17 и 18. Таким образом, колебательный характер переходного процесса исключен при любых отклонениях А , подвижной части электромеханического силовозбудителя.Включение демпфирующей электрической цепи до окончания формирования основного ударного импульса и формирование сигнала отрицательной обратной связи из двух составляющих, одна из .которых пропорциональна перемеще- нию, а другая скорости подвижной части силовозбудителя, приводит к отсутствию знакопеременных силовых воздействий (после окончания основного ударного импульса) на испытуемый объект, а это приводит к повышению долговечности устройства и повышению достоверности результатов испытаний.1474495 Техред М.Дидык Шекмар Редактор И.Дербак ектор оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина,10 ЗакаВНИИПИ 4/39 Тираж 788сударственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноекиям и открытиям при ГЕНТ ССая наб д. 4/5