Устройство для испытания изделий на ударные нагрузки

(22) Заявлено 280481 (21) 3284904/25-28 (1) М. КЛ.З с присоединением заявки Йо 6 01 М 7/00 Государственный комитет СССР по Хелам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 231082, Бюллетень Мо 39 Дата опубликования описания 231082(72) Авторы изобретения В.Г.Рнгеиин, д.й.кречинский и В.й.йиачкойХУ.й ИЗМАй1 .1 ЮТИ 0Научно-исследовательский институт интрос опии 1("й:ЙИ йЕСМАЩь.1 ЩТЩА(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА УДАРНЫЕ НАГРУЗКИИзобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания изделий на ударныенагрузки.Известно устройство для динамических испытаний изделий, содержащее генератор импульсов, усилитель мощности и злектродинамический возбудительколебаний, цепь обратной связи, включающую вибродатчик, соединенный сконтрольно-измерительной аппаратурой 11).Устройство позволяет испытывать на ударные нагрузки изделия, в контроли" руемых точках которых установлены вибродатчики, однако устройство непозволяет испытывать изделия, на которые невозможно установить видродатчик.Наиболее близким к изобретению является устройство для испытаний изделий .на ударные нагрузки, содержащее формирователь ударного импульса, состоящий из кварцевого стержня с полостью, заполненной светочувствительной жидкостью, оптический квантовый гене" ратор (ОКГ), преобразователь световогопотока с интерферометрами, оптически связанный через отражающую по" верхность изделия с ОКГ, блок определения параметров нагрузки, включаю"щий в себя измеритель временных интервалов, детектор21.Устройство позволяет испытыватьмалогабаритные изделия, на которыеневозможно установить вибродатчики,однако устройство способно контроли"ровать колебания испытуемых изделий,амплитуда которых соизмерима с длиной волны квантового генератора,что сужает диапазон измерения.Целью изобретения является расширение диапазона измерений, параметров нагрузки при ударных испыта киях.Указанная цель достигается тем,что устройство для испытаний изделий на ударные нагрузки, содержащееформирователь ударного импульса,состоящий из кварцевого стержня с полостью, заполненной светочувствительной жидкостью, оптический квантовыйгенератор (ОКГ), преобразователь светового потока с интерферометрами, 25 оптически связанный через отражающуюповерхность иэделия с ОКГ, блок определения параметров нагрузки, включающий в себя измеритель временныхинтервалов, детектор, снабжено фор мирователем временных ворот, выпол10 55 60 65 ненным в виде последовательно соединенных вибродатчика, усилителя, ограничителя, дифференциатора и триггера, формирователь ударного импульса выполнен в виде последовательно соединенных импульсного генератора, усилителя мощиости и электродинамического возбудителя колебаний, преобразователь светового потока выполнен в виде позиционно-чувствительного фотоприемника с генератором несущей частоты, блок определения пара- " метров состоит иэ первого и второго ,нуль-органов, подключенных к выхоДу управляемого детектора, первый - не- . посредственно, а второй - через делитель, причем к второму входу нуль- органов подключен через цифро-аналоговый преобразователь счетчик, а выходы нуль-органов подключены к блоку логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к управляющему входу которого подключен выход триггера, который также подключен к управляющему входу детектора, сигнальный вход которого подключен к выходу позиционно-чувствительного фотоприемника.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - эпюры напряжений.Устройство для испытаний изделий на ударные нагрузки содержит оптический квантовый генератор 1, формирователь ударного импульса, включающий последовательно соединенные импульсный генератор 2, усилитель 3 мощности и электродинамический воз" будитель 4 колебаний, формирователь временных ворот, состоящий иэ после" довательно соединенных вибродатчика 5, усилителя 6, ограничителя 7, дифференциатора 8 и триггера 9, позиционно-чувствительный фотоприемник 10, к входу которого подключен генератор 11 несущей частоты. Для измерения служит блок определения параметров, состоящий из пер,вого и второго нуль-органов 12 и 13, блока 14 логики, счетчика 15, цифроаналоговый преобразователь 16 и де" литель 17, Первый нуль-орган 12 подключен к выходу управляемого детек тора 18 непосредственно, а второй - через делитель 17, выходы нуль-орга" нов 12 и 13 подключены к блоку 14 логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика 15, который подключен через цифро-аналоговый преобразователь 16 к вторым входам нуль-органов 12 и 13. Выход триггера 9 подключен к управляющим входам счетчика 15 и детектора 18. К входу детектора 18 подключен фотоприемник 10, на вход которого падает световой поток, отраженный поверхностью 19, нанесенной на испытуемое изделие 20. Устройство работает следующим образом. Электрический импульс (фиг.20) заданной формы (полусинусоидальной,треугольной, трапецеидальной и др,) поступает от импульсного генератора 2 через усилитель 3 мощности на обмотку возбуждения электродинамического возбудителя 4 колебаний. Приэтом на изделие 20 действует ударныйимпульс с заданными пиковыми ускорением и длительностью.Одновременно с ударной нагрузкоййа иэделие 20 направляют луч оптического квантового генератора 1 (ОКГ), 15 Отраженный от поверхности изделия20 луч ОКГ при ударном воздействииимеет пространственную модуляцию, которая несет информацию об амплитудеколебаний изделия 20. Пространственно-модулированный отраженный луч, попадает на чувствительную поверхностьпозиционно-чувствительного фотоприемника 10. Позиционно-чувствительныйФотоприемник 10 вырабатывает электрический сигнал, амплитуда которогопропорциональна перемещению луча почувствительной поверхности, т.е. пропорциональна амплитуде ударного воздействия. Для повышения чувствительности регистрации ударных процессов,на модулирующий электрод позиционночувствительного фотоприемника 10 подается высокочастотное напряжение(синусоидальное или импульсное) отгенератора 11 несущей частоты. Такимобразом, сигнал на выходе фотоприемника 10 имеет вид высокочастотногонапряжения (фиг,2), огибающая которого повторяет Форму ударного воздействия на исследуемое изделие 20.40 Электрический сигнал (фиг.24) поступает на сигнальный вход управляемогодетектора 18, который к моменту прихода сигнала с выхода фотоприемника10 открывается управляющим сигналом 45.(фиг.2 а и 2 ъ), который поступает свыхода формирователя временных ворот.формирование управляющего сигналаосуществляется так. Сигнал вибродат- .чика 5 (фиг,2 з), установленного на 50 подвижной части возбудителя 4 колебаний, проходит усилитель б, ограничитель 7 (фиг.2 Щ и дифференциатор 8(фиг,2 К). Первым отрицательным импульсом с выхода дифференциатора 8 запускается триггер 9, который формирует положительный перепад напряжения. Положительный импульс закрывает триггер 9.В результате на выходе триггера 9 формируется положительныйимпульс фиг.2 л и фиг.26), длительность которого равна длительности основного ударного импульса, Этот импульс поступает на управляющий вход детектора 18, открывает его, и во время действия управляющего импульса происходит детектирование сигнала с выхода фотоприемника 10, без импульса отскока. Продетектировайный сигнал (фиг,2) с выхода детектора 18 поступает на первый вход первого нуль-органа 12 и через делитель 17 - на первый вход второго нуль-органа 13. На выходе нуль-органов 12 и 13 образуется положительное напряжение, которое через блок 14 логики поступает на 10 счетчик 15. Блок 14 управляет работой счетных декад младшего и старше-го разрядов счетчика 15, заполнением их счетными импульсами от генератора счетных импульсов, входящего в 15 , состав блока 14. По мере заполнения счетчика 15 напряжение на выходе цифро-аналогового преобразбвателя 16 по вышается до тех пор, пока не сравняется с измеряемой амплитудой сигнала с выхода детектора 18 соответствующей амплитуде ударного импульса (фиг.2 д). Выходное напряжение с первого нуль-органа 12 управляет поступлением счетных импульсов через блок 14 на счетную декаду младшего разряда счетчика 15. На вход второго нуль-органа 13, управляющего декадой старшего разряда счетчика .15, измеряемое напряжение поступает через делитель 11 напряжения с коэффициентом передачи, равным 0,9. Таким образом, второй нуль-орган 13 срабатывает раньше, чем первый нуль-орган 12, .и на вход счетной декады старшего разряда счетчика 15 счетные импульсы поступают только с выхода счетной декады младшего разряда счетчика 15. При таком измерении значительно повышается точность, так как измерение амплитуды ударного импульса 40 вблизи пикового значения осуществляется счетными импульсами младшей декады. В момент сравнения выходного напряжения с выхода детектора 18 с напряжением на выходе цифро-аналого вого преобразователя 16 счетные импульсы перестают поступать на вход счетной декады младшего разряда. Задним фронтом импульса от триггера 9 счетчик 15 отключается. При этом на цифровом табло .счетчика 15 индуцируется пиковое значение ударного импульса, воздействующего на исследуемое изделие 20.Предлагаемое изобретение позволя ет испытывать малогабаритные изделия на ударную нагрузку. Формула изобретенияУстройство для испытания изделий на ударные нагрузки, содержащее формирователь ударного импульса, состоящий из кварцевого стержня с полостью, заполненной светочувствительной жидкостью, оптический квантовый генератор (ОКГ), преобразователь светового потока с интерферометрами, оптически связанный через отражающую поверх. ность изделия с ОКГ, блок определе", ния параметров цагрузки, включающий в себя измеритель временных интервалов, детектор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона измерений параметров нагрузки при ударных испытаниях, оно снабжено формирователем временных ворот, выполненным в виде последовательно соединенных вибродатчика, усилителя, ограничителя, дифференциато" ра и триггера, формирователь ударно" го импульса выполнен в виде последовательно соединенных импульсного генератора, усилителя мощности и электродинамического возбудителя колебаний, преобразователь светового потока выполнен в виде позиционно-чувствительного фотоприемника с генератором несущей частоты, блок. определения пара- . метров состоит из первого и второго нуль-органов, подключенных к выходу управляемого детектора, первый - непосредственно, а второй - через делитель, причем к второму входу нуль-органов подключен через цифро-аналоговый преобразователь счетчик, а выхо" ды нуль-органов подключены к блоку логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к управляющему входу которого подключен- выход триггера, который также подключен к управляющему входу детектора, сигнальный вход которого подключен к выходу позиционно-чувствительного фотоприемника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справочник под ред. Клюсва В.В. Кн,2. М., фМа- шиностроение", 1978, с.361-3622, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2982396/25-28,кл, С 01 й 3/30, 1980 (прототип.9 б 8659 НИИПИ Заказ 8148/б 9 ираж 887 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, Ул.Проектн