Многоканальное устройство для вибрационных испытаний конструкции

.В.Малианко ТВО КОН спы- ранс- рететательальным роиспыв трансе точноных возик.нальная для вибя вибро а сумми ательн оидал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ 1ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНГ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) МНОГОКАИАЛЬНОВ УСТРОЙСДЛЯ ВИБРАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЛСТРУКЦИИ(57) Изобретение отно.,ится к испытатной технике, а именно к многоканальустройствам для автоматизации виброитгний, и может айти применение в тпортном машиностроении. Цель изоб Изобретение относится к исп ной технике, а именно к многока устройствам для автоматизации виб таний, и может найти применение портном машиостроении,цель изобретения - повыеи сти и расширение эксплуатацион можностей за сче анализа гармонНа фиг.1 приведена функцио схема многоканального устройства рационных испытаний сложной ко ции; на фиг.2 - схема включени преобразователей; на фиг,3 - схем руощего лн ожигельного блока.",стройство содержит последо соединенные упраГяемый сину.5 О,Г, 1682847 А 1 ния - повышение точности и расширение эксплуатационных возможностей. Устрой.ство содержит два умножителя частоты, оди из которых имеет постоянный М, а дру ой переменный 2(М+е) коэффициент умножения. Используя первый умножитель, производится перенесение спектра сигнала, зарегистрированного вибропреобразователями, в область высоких частот, что устраняет влияние нечетных гармоник и повышает точность резонансной настройки Второй умножитель при коэффициенте умножения 2(М+1) используется для обеспечения работы канала регулировки общего уровня и канала компенсации синфазной составляющей первой гармоники. По окончании настройки изменение коэффициента ф умножения е=2,3,. позволяет осуществлять оценку состояния испытуемой конструкции по уровню сигнала 2, 3 и т.д. гармоник. 3 ил,ный генератор 1 и блок 2 регулировки общего уровня возбуждения,ч каналов возбуждения, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных регулятора 3 уровня, вход которого подключен к выходу блока 2 регулировки общего уровня возбуждения, и силовозбудителя 4, установленного на испытуемой конструкции 5, й виброизмерительных преобразователей б перемещения, суммирующий множительный блок 7, М входов которого соединены соответственно с М виброиэмерительными преобразователями перемещения, первый выход - с вторым управющм одом синусоидального генератора 1, а второй выход - с вторым управляющим входом блока 2 регулировкиобщего уровня возбуждения, й множительных схем 8., первые входы которых соединены соответственно с выходом каждого из й виброизмерительных преобразователей б перемещения, й квадраторов 9, вход каждого иэ которых соединен с выходом соответствующей множительной схемы 8, сумматор 10, входы которого соединены с выходом каждого из й квадратов, оптимизатор 11, вход которого соединен с выходом сумматора, первый выход - с первыми управляющими входами синусоидального генератора 1 и блока 2 регулировки общего уровня возбуждения, а каждый из группы й выходов - с управляющим входом соответствующего регулятора 3 уровня каждого из Й каналов, блок 12 интеграторов, входы которого соединены с выходами каждого иэ й квадраторов, первый умножитель 13 частоты, вход которого соединен с выходом синусоидального генератора 1, а выход - с управляющими входами каждого из К виброизмерительных преобразователей перемещения и последовательно соединенные второй умно- житель 14 частоты с переменным коэффициентом умножения, вход которого соединен с выходом синусоидального генератора 1, и формирователь 15, первый выход которого соединен с вторыми входами каждой из Й множительных схем и с первым управляющим входом суммирующего множительного блока 7, а второй - с его вторым управляющим входом,Устройство работает следующим образом,На первом этапе с помощью генератора 1 и блока 2 регулировки общего уровня возбуждения устанавливают необходимые частоту и амплитуду колебаний испытуемой конструкции 5, Одновременно устанавливают частоту сигнала на выходе второго умно- жителя 14, равную 2(М+1) Я где Я - частота сигнала на вь ходе генератора 1, М - коэффициент умножения первого умножителя 13, Сигналы от вибропреобраэователей б поступают на информационные входы сум. миоующего множительного блока 7, на выходах которого формируются синфазная и квадратурная составляющие первых гармоник суммарного сигнала вибропреобразователей б, Квадратурная составлякицая подается на блок 2, при этом изменяешься общий уровень возбуждения таким образом, чтобы поддержать постоянным уровень колебаний конструкции 5, Синфаэная составляющая подается на управляющий вход генератора 1, изменяя его частоту таким образом, чтобы поддерживать нулевой уровень синфазной составляющей. С помощью множительных схем 8 выделяются синфазные составляющие первых гармониксигналов вибропреобраэователей б, которые возводятся в квадрат квадраторами 9 ипосле суммирования сумматором 10 через5 оптимизатор 11 подаются на входы регуляторов 3, минимизируя сигнал, равный суммеквадратов синфаэных составляющих первых гармоник сигналов вибропреобраэователей, до наименьшего возможного уровня,10 На фиг,2 приведена схема включениятензорезисторных вибропреобразователей81йи (й - сопротивление к-го вибропреобразователя, М - число каналов),На неинвертирующий вход операцион 15 ного усилителя (ОУ) 16 подается сигнал отумножителя 13 частоты с постоянным коэффициентом умножения в виде:013(т) = соз М И 1, (1)где И - частота сигнала на выходе генерато 20 ра 1,С выходов ОУ 17 в каждом канале снимается сигнал, пропорциональный произведению напряжения питания и сопротивления транзистора;25й017 (т) Опсоз М Йт=Во= - соз М От В соз(ейс+ое =ЗО +р , (2)где е - порядковый номер гармоническойсоставляющей к-го канала;Бс - сопротивление образцового резистора,35 Сигналы, определяемые соотношением(2),подаются на вход суммирующих множительных блоков 7 (фиг.З), которые выполнены на ОУ 18, коммутаторе 19 и ОУ 20. Вкаждом канале ключи К 1 и К 2, управляемые40 от формирователя 15, открываются поочередно на время, равное - Тм -тг2 (М+1)аа ключи КЗ и К 4 также открываются поочередно, но момент их переключения сдвинут45 относительно момента переключения ключей 11 и К 2 на время - Тм,/12 лВ течение периода То = последова 50 тельно срабатывают ключи К 1, К 2, КЗ, К 4 вкаждом канале и в результате на выходахинтеграторов сумматоров 20 формируютсясигналы, средние значения которых определяются соотношениями55(к)ке Сигналы (5) и (б) используются для управления блоками 1 и 2. Одновременно на 20 выходах множительных схем 8 формируются сигналы вида:ц 1") = Усов (М + В ) авО),ое =1,. 95х сов (в йв + (С(в ) ) д Яв = О(1 )сову" ),(7) которые в резуЛьтате работы оптимизатора стремятся к минимальному значению. При этом оптимизатор 11 вырабатывает сигнал, ЗО поступающий на запрещающие входы генератора 1 и блока 2 регулировки общего уровня возбуждения, фиксируя состояния сигналов на их выходах.На втором этапе, последовательно уста навливая на выходе умножителя 14 частоту, равную 2 (М + е), где е = 2,3.получим на выходах множительных блоков напряжения, пропорциональные соответственно 2-й, 3-й и т.д. гармоническим составляющим сиг налов вибропреобразователей. Эти напряжения возводятся в квадрат с помощью квадраторов и за время пТв накапливаются на выходах интеграторов 1;01 О=(01 ); . (8) Значение 0 1 О характеризует состояние конструкции в процессе виброиспытаний.Таким образом, значительно повышается точность резонансной настройки системы для виброиспытаний вследствие устранения влияния нечетных гармоник исследуемого сигнала ввиду того, что составляющие спектра смещены в область высоких частот, в результате чего их амплитуды значительно уменьшаются (в М раз).Кроме того, значительно расширяются эксплуатационные воэможности устройства, так как после резонансной настройки имеется возможность производить оценку состояния испытуемой конструкции по изменению сигналов на выходах интеграторов.Формула изобретения Многоканальное устройство для вибрационных испытаний конструкции, содержащее последовательно соединенные управляемый синусоидальный генератор и блок регулировки общего уровня возбуждения, И каналов возбуждения, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных регулятора уровня, вход которого подключен к выходу блока регулировки общего уровня возбуждения, и силовозбудителя, И виброизмерительных преобразователей перемещения, И квадраторов, сумматор, входы которого соединены с выходом каждого иэ Й квадраторов, и оптимизатор, вход которого соединен с выходом сумматора, первый выход - с первыми управляющими входами синусоидального генератора и блока регулировки общего уровня возбуждения, а каждый из группы М выходов - с управляющим входом соответствующего регулятора уровня каждого из Й каналов, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено (ч множительными схемами, первые входы которых соединень. соответственно с выходом каждого иэ К виброизмерительных преобразователей перемещения, а выходы - с входами соответственно каждого иэ Й квадраторов, суммирующим множительным блоком, (ч входов которого соединены соответственно с й виброизмерительными преобразователями перемещения, первый ВыхОд с Вторым упраВляющим входом синусоидального генератора, а второй выход - с вторым управляющим Входом блока регулировки общего уровня Возбуждения, первым умножителем частоты, вход которого соединен с выходом синусоидального гЕнератора, а выход - с управляющими входами каждого из (ч виброизмерительных преобразователей перемещения, последовательно соединенными вторым умножителем частоты, вход которого соединен с выходом синусоидального генератора, и формирователем, первый выход которого соединен с вторыми входами каждой иэ (ч множительных схем и с первым управляющим входом суммирующего множительного блока, а второй - с его вторым управляющим входом, и блоком интеграторов, входы которого соединены с выходами каждого из (ч квадраторов.1682847 Составитель А.ПаникленкТехред М. Моргентал Корректор Э.Лончако Редактор С.Пе Производствен ательский комбинат "Патент", г, Уж Гагарина 101 аказ 3405 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5