Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН ае г(50 4 С 01 М 7/00 е фиаэс,ъ О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛФ ЬС(57) а конт возб разо напр ными ными е ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСМОМУ СВИДЕ(46) 23.07.86. Бюл. Яф 27 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина)(56) Никитин К.Е. Установка килогерцового диапазона.для автоматического измерения внутреннего трения и модуля Юнга. - Заводская лаборатория, т. 48, 1982, У 5, с.,76-79.Авторское свидетельство СССР В 894392, кл. С 01 М 7/00, 1981. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ ИСИЙ ИЗДЕЛИЙ В АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ Устроиство для программных испыизделий в автоколебательном име, содержащее автоколебательныйр и контур регулирования уровн уждения, снабжено вторым преобателем 14 напряжения в разновленные токи, двумя полупериодвыпрямителями 15, двумя масштарезисторами 16 и 17, суммато 8, двухпозиционным переключа 19 и управляемым ключом 20.ключении устройства в автоколе1245909 бательном контуре возникают колебания, если вибродатчик 1 работает врежиме виброметра или акселерометра.Регулирование амплитудой нагруженияобъекта 2 происходит в результатеизменения сигнала, поступающего свыхоца программатора 11, Для возбуждения автоколебаний в случае, когдавибродатчик 1 работает в режиме велосиметра, переключатель 19 устанавливают во второе положение В этомслучае автоколебательный контур обИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме.Цель изобретения - расширение эк сплуатационных возможностей путем обеспечения возможности работы устройства с вибродатчиками любого типа,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие работу у:стройства с вибродатчиком, работающим в режиме виброметра или акселерометра, на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства с вибродатчиком, работающим в режиме велосиметра. Устройство содержит автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик 1, установленный на изделии 2, предварительный усилитель 3, нелинейный элемент 4, реверсивный мостовой переключатель 5, первый интегратор 6, усилитель 7 мощности и вибровозбудитель 8, и контур регулирования уровня возбуждения, включающий последовательно соединенный измерительный элемент 9, подключенный к выходу предварительного усиЗО лителя 3, блок 10 сравнения, к второму входу которого подключен программатор 11, второй интегратор 12 и первый преобразователь 13 напряжения в разнонаправленные токи,:выход которого подключен к входу реверсивного З 5 переключателя 5, Устройство содержит второй преобразователь 14 напряжения разуют элементы 1, 3, 4, 5 и 6, выпрямитель 15, резисторы 16 и 17, сумматор 18, переключатель 19 усилитель 7 и вибропреобразователь 8. В результате суммирования сумматором 18 сигналов с учетом инвертирования на его выходе формируется сигнал, который в установившемся режимеосдвинут по фазе на 90 , поэтому в автоколебательном контуре воз- никают устойчивые колебания.3 нл. в разнонаправленные токи, вход которого подключен к выходу программатора 11, двухполупериодный выпрямитель 15, вход которого подключен к выходу первого интегратора 6, два масштабных резистора 16 и 17, включенных между выходами двухполупериодного выпрямителя 15 и второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, сумматор 18, входы которого подключены к выходам второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, двухпозиционный переключатель 19, общий контакт которого соединен с входом усилителя 7 мощности:, а коммутируемые контакты подключены соответственно к выходам первого интегратора 6 и сумматора 18, и управляемый ключ 20, сигнальный вход которого соединен с одним из выходов второго преобразователя 14 напряжения в разнонаправленные токи, выход заземлен, а управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента, 4.Устройство работает следующим образом:.При включении устройства в,авто- колебательном контуре возникают автоколебания, если вибродатчик 1 работает в режиме виброметра (измеряет перемещение испытуемого иэделия 2) либо в режиме акселерометра измеря ет ускорение испытуемого изделия 2 Частота автоколебаний в контуре тем ближе к собственной частоте испытуемого изделия, чем меньше инерцион 1245909 4ность элементов, входящих в состав автоколебательного контура.Амплитуда колебаний испытуемого иэделия 2 зависит как от свойств испытуемого изделия 2 и величин нерегулируемых коэффициентов передач узлов, входящих в состав автоколебательной системы, так и от величины сигнала, поступающего с выхода второго интегратора 12 через преобразо О ватель 13 напряжения в разнонаправленные токи, реверсивный переключатель 5, первый интегратор 6 на вход вибровозбудителя 8.Временные диаграммы (фиг. 2) по казывают, что реверсивный переключатель 5 работает синфазно с переключениями нелинейного элемента 4 с релейной характеристикой, обеспечивая поочередное поключение входа первого 20 интегратора 6 к выходам преобразователя 13, преобразующего напряжения с выхода второго интегратора 12 в разнонаправленные токи одинаковой величины. При установлении равенства 25 сигналов, поступающих с выходов измерительного элемента 9 и программатора 11, сигнал на входе второго интегратора 12 оказывается равным нулю. При этом на входе вибровозбуди- З 0 теля 8 устанавливается сигнал, обеспечивающий необходимую установку амплитуды нагружения испытуемого изделия 2 на данной ступени программы.Регулирование амплитудой нагружения испытуемого изделия 2 в соответствии с программой происходит в результате изменения сигнала, поступающего с выхода программатора 11.Для возбуждения автоколебаний 40 в случае, когда вибродатчик 1 работает в режиме велосиметра, измеряя скорость испытуемого иэделия 2, необходимо подвижной контакт переключателя 19 установить во второе положение.4 В этом случае автоколебательный контур будет образован последовательным соединением элементов 1, 3, 4, 5 и 6 выпрямителя 15, соединенного через резисторы 16 и 17 с сумматором 18, переключателя 19, усилителя 7 и вибровозбудителя 8. Временные диаграммы (фиг. 3) показывают, что поступающие на вход двухполупериодного вып- рямителя 15 сигналы треугольной фор- . мы преобразуются в треугольные сигна-1 Нлы ПЬы 4 х й П арык 15 удвоенной час тоты. К этим сигналам за счет связи выходов выпрямителя 15 с выходом преобразователя 14 добавляется постоянная составляющая, пропорциональная уставке ампли.уды нагружения на данной ступени программ. Соответствующий выбор величин сопротивлений масштабных резисторов 16 и 17 обеспечивает уменьшение амплитуды сигналаБ, , а ключ 20, управляемый сигЬык Кналом с выхода нелинейного элемента 4,в течение полупериода колебанийБь,к подключает масштабный резистор 16 к шине нулевого потенциала.В результате суммирования сумматором 18 сигналов Б арык го ь П векучетом инвертирования формируетсясигнал Б, , который в установившемся режиме сдвинут по фазе относиотельно Бц на 90 . Поэтому, когдасигналы Б., и Бы синфазны(что характерно при измерении скорости испытуемого изделия), в укаэанномавтоколебательном контуре возникаютустойчивые автоколебания,При переходе к следующей ступенипрограммы нагружения, которая характеризуется, например, увеличениемнапряжения на выходе программатора 11,происходит пропорциональное увеличение сигналов на выходах преобразователя 14. Длительность процесса установления сигнала требуемой амплитудына выходе первого интегратора 6 определяется инерционными свойствамииспытуемого изделия 2. Указанный переходный процесс обуславливает кратковременное искажение формы сигналана выходе сумматора 18, однако фазовые соотношения сигналов Бы иБ +, даже в переходном процессене нарушаются.Таким образом, введение элементов 14-19 позволяет образовать автоколебательный контур, в котором фазовые соотношения обеспечивают условия существования автоколебаний и в случае, когда вибродатчик 1 измеряет скорость испытуемого изделия 2.Отсутствие фазовых искажений в выходном канале датчика скорости позволяет максимально приблизить частоту автоколебаний в контуре к собственной частоте испытуемого изделия, что важно, например, при решении задач неразрушающего контроля изделий по частотам их собственных колебаний, В результате предлагаемое устройство может быть использовано для расширен"1245909 Й 5 ыл,7 ОВыл 3 Ц 8 ылА ного круга задач, т,е. повышаетсяуниверсальность устройства. Формула и э обретения Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур, включающий соединенные последовательно вибродатчик, установленный на иэделии, предварительный усилитель, нелинейный элемент, реверсивный мостовой переключатель, первыйинтегратор, усилитель мощности и вибровозбудитель, и контур регулирования уровня возбуждения, включающий последовательно соединенные измерительный элемент, подключенный к выходу предварительного усилителя,блок сравнения, к второму входу которого подключен программатор, второй интегратор и преобразователь напряжения в разнонаправленные токи,1выход которого подключен к входу реверсивного переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения воэможностиработы устройства с вибродатчикамилюбого типа, оно снабжено вторым 5преобразователем напряжения в разнонаправленные токи, вход которого подключен к выходу программатора, двухполупернодным выпрямителем, вход которого подключен к выходу первого О интегратора, двумя масштабными резисторами, включенными между выходами двухполупериодного выпрямителяи второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, сумматором, входы которого подключены квыходам второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи,двухпоэиционными переключателем, общий контакт которого соединен с входом усилителя мощности, а коммутируемые контакты подключены соответственно к выходам первого интегратора и сумматора, и управляемым ключом, сигнальный вход которого соеди нен с одним иэ выходов второго преобразователя напряжения в разнонап"равленные токи, выход эаземлен, ауправляющий вход соединен с выходомнелинейного элемента.245909 8 их 3 Фва ч вайа 20 фйа 16 Фиг. 3 Составитель В Техред ОСопк стушин Корректор И,Демчик Редактор А.Козори Ъаказ 3988 Подписное 2 Тир ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.уагор л.Проектная, 4 8 аа,15Уйа 5 аж 78комитета СССРи открытийушская наб.,