Устройство для резонансных виброиспытаний изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН М 7 ИЕ ИЗОБРЕТЕНМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ: ОПИС К АВТОРСК гический блок, состояш- ,: тельно соепиненных свхопы которого попклуправляющего генерат, теля фазового рассог., диненные амплитудныкоторого поцключен к: - дом блока сравнениятельного элемента, иблоком, выполненным в,;-,-ключен к выходу фаз- :. а второй к выходу"д:; и двух блоков запрет.,-:-.- рых подключен вхоцо;. - :. подключен также к ус1;:.;:.;,триггера. первого лог й из последом триг из которых поцового цетектора, блока сравнения, а, первый из кото м к выхоцам рого блока за первого . блокателя импу ов,триггепрета запрельс ого блока тановочн ического таопу ка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Ленинградский ордена Ленина элек- тротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина)(56) 1, Авторское свицетельство СССР, Мф 868396, кл. С 01 М 7/00, 1980,2, Авторское свицетельство СССР Ио 945707, кл. (д 01 М 7/00, 1980 (прототип ).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРОИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащее послецовательно соединенные фазовый детектор, исполнительный эле мент, управляющий генератор, усилительмощности, возбуцитель колебаний, размещаемый на изделии вибропатчик, выхоц которого через согласующий усилитель подключен к входу фазового детектора, управляемый переключатель, выхоц которого подключен к второму вхоцу фазового детектора, а входы - к выходу управляющего генератора, оцин из которых подключен через инвертор преобразомтель фазового рассогласования, подключенный к выходу фазового цетектора, первый ло четчика импульсов, ючены к выхоцам ора и преобразоваласования, . блока формиромтель имо поцключен к выопк входу исполпослеповательно сое й цетектор, вход выходу согласукм ок сравнения, о ттем,-что, с целью тельносты виброиспыоцнополупе риоцныминым межцу выхои вхоцом исполни- вторым логическим63 1го рассогласования, блока зааержки и триггера, формирователь импульсов, вхоц которого поцключен к выхоцу триггера, а выхоц - к вхоцу исполнительного элемента, послецовательно соециненные амплитудный аетектор, вход которого поцключен к выходу согласующего усилите ля, и блок сравнения. Устройство позволяет автоматизировать процесс определения реэонансньм частот изцелия, а также провецение многоцикловых испытаний на резонансных частотах 2Оцнако процесс испытаний цлителен, что обусловлено малой скоростью развертки частоты управляющего генератора в области частот, характеризующейся малыми, по сравнению с резонансными, значениями амплитуд колебаний изцелия.Цель изобретения - повышение производительности виброиспытаний.Поставленная цель цостигается тем, что устройство цля резонансных виброиспытаний иэделий, содержащее послецовательно соединенные фазовый цетектор, исполнительный элемент, управляющий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, размещаемый на изцелии виброцатчик, выхоц которого через согласующий усилитель поцключен к вхоцу фазового детектора, управляемый цереключатель, выход которого поцключен к второму вхоцу фазового цетектора, а входык выхоцу управляющего генератора, оцин из которых поцкпючен через инвертор, преобразователь фазового рассогласования, поцключенный к выхоцу фазового детектора, первый логический блок, состоящий из последовательно соециненных счетчика 1 импульсов, вхоцы которого поцключены к выхоцам управляющего генератора и пре обраэователя фазового рассогласования, блок задержки триггера, формирователь импульсов, вхоц которого поцключен к выхоцу триггера, а выход - к вхоцу испынительного элемента, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход ко торого подключен к выходу согласующего усилителя, и блох сравнения, снабжено оцнополупериоцным выпрямителем, вклю ченным межцу выхоцом блока сравнения и вхоцом исполнительного элемента, и вторым логическим блоком, выполненным в вице двух триггеров знаков, первый из которых подключен к выходу фазового цетектора, а второй - к вьмоцу блока сравнения, и двух блоков запрета, первый из которых поцключен входом к 1вьмоцам триггеров знаков, вхоц второгоблока запрета подключен к выхоцу пер-. 4010403Изобретение относится к испытатель. ной технике и может быть использовано в машиностроении.Известно устройство для резонансньм виброиспытаний сложных конструкций, соцержашее генераторы импульсного и гармонического сигналов, поцключенные к вхоцу воэбуцителя колебаний, виброцатчики, установленные на испытуемой конструкции, многоканальный анало-. 40 го-цифровой преобразователь, сигнальные входы которого поцключены к выхоцам виброцатчиков, ЭВМ, блок регистрации и анализатор спектра, поцключенные к выходам аналого-цифрового преобразова теля, блоки управления, синхронизации и оперативной памяти, блоки задания частоты, шага по частоте и задержки, а также сумматор. Устройство прецназна чено цля опрецеления цинамических ха рактеристик сложных многомассовых конструкций. Процесс испытаний имеет цва этапа. Первый заключается в том, что конструкцию подвергают ударному возцействию, оценивая при этом резона сные характеристики отклика. Полученные предварительные значения реэонансньм частот конструкции используются цля расчета начальных данных цля гармони ческого виброиспытания, Использование З 0 предварительного уцарного возбуждения позволяет существенно. сократить время провецения испытаний ЯОцнако известное устройство имеет большую стоимость и сложно в обслужи 35 вании.Наиболее близхим к прецлагаемому по технической сущности является устройство цля резонансных виброиспытаний изделий, содержащее послецовательно соециненные фазовый детектор, исполнительный элемент, управляющий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, размещаемый на иэделии45 виброцатчик, выход которого через согласующий усилитель поцхлючен к вхоцу фазового цетектора, управляемый переключатель, выхоц которого поцключен к второму вхоцу фазового детектора, а вхоцы - к выхоцу управляющего генера 50 тора, оцин иэ которых подключен через инвертор, преобразователь фазового рассогласования, поцключенный к выхоцу фазового детектора, первый логический блох, состоящий из послецовательно соединенных счетчика импульсов, вхоцы ко торого поцключены к выхоцам управляюше го генератора и преобразователя фазово3 104 ОЗ вого блока запрета и вхоцу формирователя импульсов, выход - к управляющему входу переключателя, а выход первого блока запрета подключен также к установочному вхоцу триггера первого логического блока. 63 4выхоц переключателя 23 соецинен с вторым входом фазового детектора 1.Устройство работает слецуюшим образом.При включении устройства триггер 13и первый блок 21 запрета устанавливаются в нуль, Этим состояниям соответствуют;нулевые сигналы на выходе формирователя 14 импульсов и второго логического блока 18, В результате на выходе.промежуточного каскада 24 устанавливается напряжение, при котором управляемый переключатель 23 поцключает непасредственно выход генератора 3 к второму входу фазового детектора 1.Генератор 3 вырабатывает сигнал,частота которого меньше наименьшейсобственной частоты иэделия 6. Сигналгенератора 3 усиливается усилителем 4мощности и поступает на вход возбудителя колебаний. Сигнал вибродатчика 7,пропорциональный амплитуце колебаний,поступает через согласующий усилитель 8на первый вход фазового детектора 1,.на выходе которого формируется сигнал,пропорциональный по величине разностифаз сигналов, поступающих на входы фазового цетектора 1. Полярность выходного напряжения детектора 1 зависит ототставания или опережения по фазе синала генератора 1 сигналом с выходаусилителя 8. Подача сигнала положительной полярности на управляющий входисполнительного элемента 2 привоцит к.нарастанию сигнала на его выходеНавеличину сигнала, поступающего на управляющий вход исполнительного элемента 2,оказывает влияние сигнал с выхода блока 16 сравнения, .в котором осуществляется сравнение сигнала амплитуцного детектора 15 с опорным. Полярность сигнала на выходе блока 15 положительная,если величина опорного сигнала большесигнала амплитуцного детектора 15. Раэкостный сигнал с выхоца блока 16 поступает на вхоц однополупериоцноговыпрямителя 17 и далее на вхоц элемента 2, вызывая дополнительное нарастаниесигнала на его выхоце, При этом с большей скоростью увеличивается частотасигнала генератора 3,35щ На фиг. 1 прецставлена структурнаясхема прецлагаемого устройства; нафиг.2 - амплитудно-фазовые характе- щристики иэделий, имеющие цве резонанс-ные частоты. Устройство иэ резонансных виброиспытаний иэделий соцержит последовательно 5соединенные фазовый цетектор 1, исполнительный элемент 2, управляющий генератор 3, усилитель 4 мощности, возбудитель 5 колебаний, на поцвижной час- .ти которого установлено иэделие 6,вибродатчик 7, выход которого черезсогласующий усилитель 8 подключен к.входу детектора 1, преобразователь 9фазового рассогласования, вход которогоподключен к выходу цетектора 1, а выхоц - к входу первого логического бло-ка 10, включающего последовательносоединенные счетчик 11 импульсов,вход которого поцключен также к выходугенератора 3 и своему выходу, блок 12задержки и триггер 13, выхоц которого .30.через формирователь 14 импульсов подключен к входу исполнительного элемента 2, последовательно соединенные амплитудный цетектор 15, блок 16 сравнения и однополупериоцный выпрямитель 17, выхоц которого подключен квхоцу элемента 2,Устройство соцержит второй логический блок 18, включающий первый ивторой триггеры 19 и 20 знаков, атакже первый и второй блоки 21 и 22запрета, Триггер 19 знака подключен к вы-ходу детектора 1 а триггер 20 - к выходублока Й 6 сравнения, Выходы триггеров 19 и 20 поцключены к вхоцу бло,-ка 21 запрета, выход которого подключен ".к установочному вхоцу триггера 13.ивходу второго блока 22 запрета, поцключенного также входом к выхоцу триггера 13. Для соецинения выхода генератора 3 с входом фазового цетектора 1служит управляемый переключатель 23,управляющий вход которого через промежуточный каскад 24 соединен с выходом:,.второго блока 22 запрета, а сигнальныевхоцы переключателя 23 соединены свыхоцом генератора 3: оцин непосрец-ственно, а другой - через инвертор 25,Скорость развертки частоты умень-. шается вблизи частоты Я, (фиг. 2 а), . когда на выхоце выпрямителя 17 сигнал станет равным О. В дальнейшем при приближении к частоте (а, (фиг. 2 а) уменьшается фазовый сцвиг межцу. сигналами, поступающими на вхоцы фазового детектора 1. Около рвзонанснои частотыЯ 1, когда сигнал на вьчхоце фазового детектора 1 оказъвается меньше эацанного сигнала ошибки, срабатывает првобразо ватель 9 фазового рассогласования и 5 уровень логической единицы прикладывается к запускающему входу счетчика 11 импульсов. Сигнал на выходе счетчика 11 импульсов будет сформирован по проаесъвию заданного числа периоцов колебаний10 на резонансной частоте (д .Перехоц к режиму работы на следую щую резонансную частоту испытуемого иэцелия 6 происходит через интервал времени, необходимый цля измерения зна-5 чения прецыцушей частоты. Необходимую временную задержку вносит блок 12 задержки. При появлении логической единицы на выходе блока 12 задержки на выходе триггера 13 также устанавлив- ется единица, В результате на выходе формирователя 14 импульсов появляется импульс положительной полярности, которьй приклацывается к управляющему входу исполнительного элемента 2 и25 обеспечивает быстрое приращение частоты сигнала управляемого генератора 3.Одновременно сигнал погической единицы устанавливает единицу на выходе второго логического блока 18, В результате переключается промежуточный каскад 24 и управляемый переключатель 23 подсоединяет к второму вхоцу фазового цетектора 1 выхоц инвертора 25, В устройстве начинается процесс частотной авто настройки, который цля,объекта с частоь ной характеристикой, показанной на фиг. 2 а, закончится на резонансной чао тоте Ы. При этом время прохожцения частотного диапазона Ы 01 который 401характеризуется малыми значениями амплитуд колебаний испытуемого иэделия 6 буцвт сокращено за счет подачи сигнала с выхоца однопопупериодного выпрямителя 17 на вхоц исполнительно 45 го элемента 2.Если испытуемый объект имеет частотную характеристику, показанную на фиг. 2 б, то по достижению в устройстве частоты Я, на вхоц исполнительно 50 го элемента 2 с выхода выпрямителя 17начинает поступать сигнал положительнойполя рности, который обусловливает нарастание скорости изменения частотыуправляемого генератора 3. После частоты и" ,(фцг, 2 б) на выходе фазового детектора 1 появляется сигнал отрицательной полярности, который при отсутствиисигналов положительной полярности свыхода выпрямителя 17 вызвал бы уменьшение частоты испытательного сигнала,Сигнал отрицательной полярности .навыходе фазового цетектора 1 преобразуется триггером 19 знака влогический нуль, а сигнал положительнойполярности с выхода блоке 16 сравненияпреобразуется триггером 20 в логическуюединицу. Эти выходные сигналы тригге-,ров 19 и 20 знаков устанавливают навыходе блока 21 запрета логическуюединицу, которая вместе с логическойединицей с выхода триггера 13 приводитк появлению на выходе блока 22 запреталогического нуля. В результате на выхо- .де каскада 24 устанавливается напряжение, при котором переключатель 23соеаиняет второй вход фазового детектора 1 с выходом генератора 3. Одновременно логической. единицей с выхода бпока 21 запрета триггер 13 устанавливается в нуль. Поэтому последующее изменение полярности выходного напряженияфазового детектора 1, которое приводитк изменению на выходе триггера 19знака и блока 21 запрета, не вызываетизменения логического нуля на выхоцвблока 22 запрета,Скорость развертки частоты сигналауменьшается вблизи частоты У," (фиг. 2 б),когца на выходе выпрямителя 17 сигналстанет равным О. В дальнейшем процессрегулирования продолжается согласноописанному выше,Использование изобретения сокращает время виброиспытаний изделий благодаря увеличению скорости развертки частоты генератора в области частот, характеризующейся малыми (цорезонансными) значениями амплитуц колебаний иэделия.104 О 363 Фиг аз 6919/46 Тираж 873 - . Поцпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/