Установка для определения динамической характеристики объекта

О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 994949(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 090231 (21) 3245072/25-28 с присоединением заявки Нов РМ К з С 01 М 7/00 Государственный комитет,С.С С.Р но делам изобретений и открытий(54 ) УСТАНОВКА ДЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЕЪЕКТАИзобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов на одиночный удар, а именно,к установкам для определения динамических характеристик объектовИзвестна установка для определения динамических характеристик объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту,устанавливаемый на исследуемом объекте датчик ускорения, выход которого соединен через согласующее устройство с анализатором спектра, содержащим блок фильтров нижних частот, блок полосовых фильтров, блок амплитудных детекто,ров и устройство отображения 1 .(.Недостатком этой установки является необходимость воздействия на объект ударным импульсом нормированной формы и необходимость аналитической или графоаналитической обработки результатов. измеренийНаиболее близкой к изобретению по техническому существу является установка для определения динамической характеристики объекта в цифровой форме, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к исследуемому объекту,устанавливаемый на объекте датчикускорения, выход которого подключенк устройству отображения через согласующий усилитель и последовательносоединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройствои цифровой анализатор спектра 2 .Эта установка осуществляет определение лишь формы и спектра Фурьеимпульса отклика, а определение ударного спектра осуществляется расчетным путем.Целью изобретения является аппаратурное определение ударного спектраобъекта при нагружении импульсомпроизвольной формыПоставленная цель достигаетсятем, что установка для определениядинамической характеристики объекта,содержащая устройство для приложенияодиночного ударного импульса к исследуемому объекту, устанавливаемый наобъекте датчик ускорения, выход которого подключен к устройству отображения через согласухтдий усилитель ипоследовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, запоминающее устройство и цифровой анализаторспектра, снабжена блоком коммутаторов.блоком фильтров нижних частот, цифроаналоговым преобразователем, блокомамплитудных детекторов, блоком запуска, генератором тактовой частоты исчетчиком циклов, выход согласующегоусилителя соединен с входом аналогоцифрового преобразователя через последовательно соединенные блок коммутаторов и блок фильтров нижних частот,другой выход запоминающего устройстваподключен к одному иэ входов цифроаналогового преобразователя, выходкоторого соединен с другим входомсогласующего усилителя, к выходуанализатора спектра подключенодин вход блока амплитудных детекторов, выход которого соединен свходом устройства отображения, выход блока запуска подключен к одному из входов генератора тактовойчастоты, выход которого через счет- рОчик циклов соединен с другими входами блока коммутаторов, аналого-цифрового преобразователя и цифроаналогового преобразователя, а другиевыходы счетчика циклов соединены совходом блока запуска и другими вхо- фдами блока амплитудных детекторови генератора тактовой частоты.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемой установки,Установка содержит устройство 1для приложения одиночного ударногоимпульса произвольной форьы к исследуемому объекту 2, на которомустановлен датчик 3 ускорения, выходкоторого подключен к устройству 4отображения через последовательносоединенные согласующий усилитель 5,блок б коммутаторов, блок 7 фильтровнижних частот, аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 8, запоминающее 40устройство 9, цифровой анализатор10 спектра и блок 11 амплитудных детекторов. Другой выход запоминающегоустройства (ЗУ ) 9 подключен к одномуиз входов цифроаналогового преобразователя (ЦАП ) 12, выход которогосоединен с другим входом согласующего усилителя 5. Установка содержиттакже блок 13 запуска, подключенныйвыходом к одному из входов генерато Ора 14 тактовой частоты, выход которого соединен со входом счетчика15 циклов, один из выходов которогоподключен к другому входу блока бкоммутаторов, другой выход подключен 55к другому входу АЦП 8, третий выходсоединен с другим входом блока ЦАП 12,четвертый выход соединен с другимвходом генератора 14 тактовой часто-ты, пятый выход подключен ко входублока 13 запуска, а шестой выходсоединен с другим входом блока 11амплитудных детекторов,Установка работает следующим образом. б 5 В первый момент при соударении устройства 1 с исследуемым объектом 2 включается блок 13 запуска ( выполненный, например, в виде фотодиода с источником света и триггером, изменяющим уровень напряжения на своем выходе при пересечении светового потока движущимся устройством 1 ), который включает генератор 14 тактовой частоты, с выхода которого поступают тактовые импульсы на счетные схемы счетчика 15 циклов.С младшего разряда счетчика 15 циклов на другие входы блока б коммутаторов, АЦП 8 и ЦАП 12 поступают импульсы минимальной длительности ВФприеме. Реакция объекта 2 на одиночный удар, преобразованная датчиком 3 ускорения в импульсный сигнал напряжения, поступает через согласующийусилитель 5 на вход блока б коммута-торов.Блокб коммутаторов, в связи с поступившим на его второй вход сигналом с младшей пересчетной схемы счетчика 15 циклов, подключает в блоке 7 фильтров нижних частот фильтр, обладающий наибольшей иэ установленных частот среза.С выхода блока 7 фильтров нижних частот отфильтрованный импульсный аналоговый сигнал поступает на первый вход АЦП 8, где преобразуется в дискретные цифровые отсчеты импульса удара, значения которых подаются в ЗУ 9.После заполнения ЗУ 9 с его второго выхода, когда ударный импульс длительностью Т окажется полностью зарегистрированным за время наблкдения Т, с максимальной частотой, соответствующей дискретизации д 1 преФ. импульс поступает на цифровой анализатор 10 спектра, выполненный на основе блока быстрого преобразования Фурье, с выхода которого спектр "Фурьеимпульса поступает на блок 11 амплитудных детекторов, где выделяется пиковое значение амплитуды спектра в каждом из его разрядов. Одновременно с этим с первого выхода ЗУ 9 зарегистрированный импульс поступает. на один из входов ЦАП 12, на другой вход которого поступают импульсы минимальной длительности с третьего выхода счетчика 15 циклов, г снова преобразуется в аналоговый импульсный сигнал, который. подается на другой вход согласующего усилителя 5 для повторного анализа. Этот сигнал на втором цикле анализа вновь поступает на блок б коммутаторов, на другой вход которого одновременно поступает сигнал со следующей счетнойсхемы счетчика 15 циклов, благодаря чему блоком 6 коммутаторов подклн - чается в блоке 7 фильтров нижнихчастот следующий фильтр, частота среза которого ( )меньше частоты среза (Г , ) на первом цикле анализа.Все остальные операции над сигналамианалогичны описанным. Кроме того,что частота дискретизации на второмцикле анализа дцналза = 2 дпремаЗатем процесс циклически повторяется до тех пор, пока счетчиком15 циклов не пройдены все циклы пересчета, после чего с его шестоговыхода поступает командный импульсна второй вход блока 11 амплитудныхдетекторов, с четвертого выхода-на другой вход генератора 14 тактовойчастоты, а с пятого - на вход блока 13 запуска, которыми (импульсами)сбрасываются, соответственно, пиковые значения амплитуд на резонансныхчастотах фильтров анализатора 10спектра в устройство 4 отображения, выключается генератор 14 тактовой частоты, а блок 1 3 запускавзводйтся для повторного срабатывания устанбвки.Таким образом, на выходе устройства 4 отображения получен действительный ударный спектр объекта 2как его динамическая характеристика,полученная в результате воздействияна объект импульса произвольной Формы,Использование изобретения позволяет осуществить измерение ударногоспектра при воздействии на объектударным импульсом произвольной Формы, что способствует сокращениювремени испытаний и повышению коэффициента использования оборудования,формула изобретенияУстановка для определения динами.ческой характеристики объекта, содержащая устройство для приложения одиночного ударного импульса к,исследуемому объекту, устанавливаемый на объекте датчик ускорения, выход кото рого подключен к устройству отображения ереэ согласующий усьщительи последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоми 5нающее устройство и цифровой анализатор спектра, о .т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью аппаратурногоопределения ударного спектра объектапри нагружении импульсом произвольной форьы, она снабжена блоком комм 10 таторов, блоком Фильтров нижних частот, цифроаналоговым преобразователем, блоком амплитудных детекторов,блоком запуска, генератором тактовойчастоты и счетчиком циклов, выход15 согласующего усилителя соединен свходом аналого-цифрового преобразователя через последовательно соединенные блок коммутаторов и блокфильтров нижних частот, другой выход;И запоминающего устройства подключенк одному из входов цифроаналоговогопреобразователя, выход которого соединен с другим входом согласующегоусилителя, к выходу анализатора спект.25 ра подключен один вход блока амплитудных детекторов, выход которого соединен с входом устройства отображения, выход блока запуска подключенк одному иэ входов генератора тактоЗО вой частоты, выход которого черезсчетчик циклов соединен с другимивходами блока коммутаторов, аналогоцифрового преобразователя и цифроаналогового преобразователя, а другие выходы счетчика циклов соединенысо входом блока запуска и другимивходами блока амплитудных детекто ров и генератора тактовой частоты,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1 . Каталог фирьы Брюль и Къер".Раздел Анализирующие и выравнивающие.система для автоматического испытания на случайные вибрации и механические удары. Модели 3378, 3379, 3380,45 1975.2. Каталог фирмы 1 МЧ .РазделыВиброиспытательная система модели1 Р 1 С 5-7216, 1978 (прототип ).