Устройство для виброиспытаний

(191 (11 1 М 70 511 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАН Н АВТОРСКОМ Е ИЗОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСТВУ 4084683/24-2809.07.8615. 01. 88., БХарьковский 21) 22) юл, инс тут радиоМ,К.ЯнгеляА,В.Голенко роники им,А.И,ХянникАвторско 7902, кл кци пере очна аточная фу намическая ты - истинная стемы), 1 Цо(57) Изобретение измерительной те использовано для ных характеристи Целью изобретени точности определ теристик изделия ится к виброплексная передаческой системыдействии силы п функция механиполчаемая приой частоты),т быть ке и т,е. реме определения частот спытуемо зделия и частоты дние решается о зве ч - скорость рапри ч = сопз,носительно Ы,(3 а свыше т я Урав ). 1 х харакнсации дистот ния асч ком(46) (71) элект (72) и П,В (53) (56) В 109 намических иск аже ний амплитудной (АЧХ)и фазовой (ФЧХ) частотных характеристик,Возникающие искажения АЧХ и ФЧХ устраняются путем решения в реальноммасштабе времени непосредственно вовремя испытаний уравнения с комплексной переменной вида 1(1 ы)=УХ 5 шч,д И (1) /Д оР -1/8 ч , 3 4 11 Ц) / До) фгде М (1) - комплексная передаточная функция механической системы (т.е,передаточная функция, получаемая придействии внешней силы постоянной час 1366897Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для определения частотныххарактеристик испытуемого иэделия.Цель изобретения - повьппение точности измерения частотных характеристик изделия за счет компенсациидинамических искажений амплитудной ифазовой частотных характеристик. 10На чертеже изображена Функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 сблоками компрессии и развертки частоты подключенные к нему управляю гщими входами два гетеродинных сопровождающих Фильтра 2 и 3, подключенныйуправляющим входом самописец 4 и черезусилитель 5 мощности - вибратор 6два вибропреобразователя 7 и 8, первый из которых размсщен на вибраторе6, а второй - на испытуемом изделии 9.Первый вибропреобразователь 7 черезпервый согласующий усилитель 10 подключен к информационному входу Фильтра 2, выход которого соединен с входом компрессии генератора 1. Второйвибропреобразователь 8 через второйсогласующий усилитель 11 подключен кинформационному входу фильтра 3, К 30единичным выходам фильтров 2 и 3 подключен Фазовый детектор 12, Устройство также содержит аналоговый перемножитель 13, блок 14 дифференцирования,Функциональный блок 15 косинуса ифункциональный блок 16 синуса, объединенные входы которых соединены свыходом фазового детектора 12, а выходы - соответственно с первыми входами первого 13 и второго 17.аналоговых перемножителей, объединенные вторые входы которых через .первый инвертор 18 соединены с информационнымвыходом второго фильтра 3, Кроме того, устройство содержит второй инвертор 19,Выходы аналоговых перемножителей13 и 17 соединены соответственно спервыми входами первого 20 и второго21 делительных блоков, вторые входы 50которых совместно с первыми входамитретьего 22 и четвертого 23 делительных блоков соединены через первыйквадратор 24 с объединенными первымивходами пятого 25 и шестого 26 делительных блоков, соединенными в своюочередь через блок 14 дифференцирова,ния с выходом сигнала развертки частоты генератора, Входы первого сумматора 27 соединены соответственно свыходами первого 20, четвертого 23 ипятого 25 делительных блоков, а еговыход через последовательно соединенные первый блок 28 умножения на 8,первый 29, второй 30, третий 31 ичерветый 32 интеграторы подключен кобъединенным второму входу четвертого23 и первому входу седьмого 33 делительных блоков, а также к входу второго квадратора 34, Второй инвертор19 входом подключен к выходу шестого делительного блока 26, второй входкоторого объединен с входом третьего интегратора 31, Входы второго сумматора 35, соединены соответственно свыходами второго 21 и третьего 22 де-лительных блоков и выходом второго инвертора 19, а его выход через последовательно соединенные второй умножитель 36 на Я,пятый37, шестой 38,седьмой 39 и восьмой 40 интеграторыподключен к объединенным вторым входам третьего 22 и седьмого 23 делительных блоков и входу третьего квадратора 41 (так же), Второй вход пятого делительного блока 25 объединен свходом седьмого интегратора 39.Третий сумматор 42, входами соединенсоответственно с выходами второго34 и третьего 41 квадраторов, а еговыход через функциональный блок 43извлечения квадратного корня подключен к информационному входу самописца 4. Информационный вход второгосамописца 44 через функциональныйблок 45 арктангенса соединен с выходом седьмого делительного блока 33Устройство работает следующим образом.Злектрический сигнал с выхода генератора 1 после усилителя 5 мощности преобразуется вибратором 6 в механические колебания платформы, амплитуда которых стабилизируется цепью компрессии: вибропреобразователь 7 согласующий усилитель 10 - фильтр 2 вход блока компрессии генератора 1. Фильтр 2 перестраивается по сигналу с генератора 1 с целью селекции основной частоты вибрации. Установленный на испытуемом изделии 9 второй вибро преобразователь 8 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный отклику изделия на приложенное воздействие, который после согласующего усилителя 11 подается на информационный897 4 т.е. левые части уравнений (2) с об 1366 виде дБд Б 1(ж) 8--- -=- - Б (иЧгЬ.1 8(2)Ба(сй) я 1.псы) =Б г(ы) -Чц га 4 Б г(Ы)Чг8 о 3 с 1 4Электрический сигнал, пропорциональный амплитуде отклика на частоте со(С), снимается с информационного выхода фильтра 3, а электрический сиг нал, пропорциональный фазовому сдвигу между вынужденными колебаниями изделия 9 и вынуждающими колебаниями вибратора 6, снимается с выхода фазового детектора 12, подключенного сиг нальными входами к единичным выходам фильтров 2 и 3. Соответствующие преобразования указанных сигналов первым функциональным блоком 16 синуса, инвертором 18, аналоговым перемножи телем 17 и первыми функциональным блоком 15 косинуса, инвертором 18, вторым аналоговым перемножителем 13 дают навыходах перемножителей 13 и 17 соответственно сигналы 55 35 асй)ЧХ значениеое фиксируеДелительныйьный блок 4кцию вида астоте ю, к т тся самописце элемент 33 и 4.ункциоычисляют ктанген фу 1) соя с(мэ) а вход второго фильтра 3, перестраиваемого по управляющему входу.Динамическая комплексная передаточная функция И(аы) испытуемого изделия получающаяся при действии силы изменяющейся частоты со скоростью Ч , ииф комплексная передаточная функция М(аиу) иэделия -"истиннаяпередаточная функция изделия, которая может быть получена при действии на изделие силы постоянной частоты или изменяющейся с очень малой скоростью, связаны соотношением 15(1)Заменяя в (1) функции ц (ы) и Щам) на их представления из действительных и мнимых частей и приравнивая соответственно действительные и мнимые части слева и справа в (1), получаем исходную систему дифференциальных уравнений, использующихся в 25 устройстве для устранения искажений АЧХ и ФЧХ испытуемого изделия 9: Ба(сд) соя ц(о =Б, (ы)+Ч -- 4 ---а Б (ы) ратным знаком. Запишем систему (2) в нормальном Интеграторы 29-32, служащие дляпонижения порядка производной первого уравнения (3), и интеграторы 3740, служащие для понижения порядкапроизводной второго уравнения (3),совместно с делительными элементами20-23 и 26 и 25, инвертором 19, сумматорами 27 и 35 и блоками 28 и 36умножения на 8 соединены по схеме решения системы уравнений (3). Необходимые электрические сигналы, прОпорциональные скорости развертки частотыи квадрату скорости развертки получаются путем дифференцирования в блоке 14 напряжения, пропорциональногочастоте, снимаемого с выхода блокаразвертки частоты генератора 1, сдальнейшим возведением в квадратквадратором 24,На выходах интеграторов 32 и 40 соответственно получаются электрические сигналы, пропорциональные Б(ю) иБ д(ю),Квадраторы 34 и 41, сумматор 42и функциональный блок 43 извлечениякорня квадратного вычисляет функциювида ние ФЧХ на частоте Ю, ируется самописцем 44, бразом, самописцы 4 и но фиксируют истинные13668 не искаженные АЧХ и ФЧХ испытуемогоизделия. Формула изобретения5Устройство для виброиспытаний, содержащее генератор с блоками компрессии и развертки частоты, подключенные к нему управляющими входами два гетеродинных сопровождающих фильтра, подключенный управляющим входом самописец и через усилитель мощности - вибратор, два вибропреобразователя, размещаемые на вибраторе и испытуемом иэделии, первый иэ которых через первый согласующий усилитель подключен к информационному входу первого фильтра, выход которого соединен сблоком компрессии генератора, второй вибропреобразователь через второй со О гласующий усилитель годключен к информационному входу второго фильтра, подключенный сигнальными входами к единичным выходам фильтров фазовый детектор, аналоговый перемножитель 25 и блок дифференцирования, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения частотных характеристик, в него введены функциональный блок косинуса, функ циональный блок синуса, второй аналоговый перемножитель, два инвертора, семь делительных блоков, три квадратора, три сумматора, два блока умножения на 8, восемь интеграторов, функ35 циональный блок извлечения квадратного корня, функциональный блок арктангенса и подключенный управляющим входом к генератору второй самописец, фазовый детектор подключен выходом 4 О через функциональные блоки косинуса и синуса соответственно к первым входам аналоговых перемножителей объе)диненКые вторые входы которых соединены через первый инвертор с информа ционным выходом второго фильтра, а 97 6их выходы - с первыми входами соответственно первого и второго делительных блоков, вторые входы которыхсовместно с первымивходами третьегои четвертого делительных блоков соединены через первый квадратор с объединенными первыми входами пятого ишестого делительных блоков, соединенными в свою очередь через дифференциатор с выходом блока развертки час-,тоты генератора, первый сумматор сое,динен входами соответственно с вы.ходами первого, четвертого и пятогоделительных блоков, а его выход через последовательно соединенные первый блок умножения на 8, первый, второй, третий, четвертый интеграторыподключен к объединенным второму входу четвертого, первому входу седьмого делительных блоков и входу второгоквадратора, а второй инвертор входомподключен к выходу шестого делительного блока, второй вход которого объединен с входом третьего интегратора,второй сумматор соединен входами соответственно с выходами второго и тре.тьего делительных блоков и второго инвертора, а его выход через последовательно соединенные второй блок умножения на 8, пятый, шестой, седьмой,восьмой интеграторы подключен к объединенным вторым входам третьего, седь.мого делительных элементов и входутретьего квадратора, второй вход пятого делительного блока объединен свходом седьмого интегратора, третийсумматор соединен входами с выходамивторого и третьего квадраторов соответственно, его выход через функциональный блок извлечения квадратногокорпя подключен к входу первого самописца, а вход второго самописца через функциональный блок арктангенсасоединен с выходом седьмого делительного блока.1366897 Составитель А.Шароватовактор А,Ренин Техред М.Дидык Корректор А.Ильин Зак водственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектн П 6831/42 Тираж ВНИИПИ Государствпо делам изобре 113035, Москва, Ж 47 Подписноенного комитета СССРений и открытий35, Раушская наб., д.