Устройство для испытания изделий на случайные вибрации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАЦИИ, содержащее m цепей формирования, состоящих каждая из последовательно соединенных генератора белого шума, полосового формирующего фильтра и регулируемого усилителя, подключенного к их выходам сумматора, вибро стенд с размещенным на нем вибропреобразователем , подключенные к нему цепи измерения, каждая из которых состоит из последовательно соединенных полосового анализирующего фильтра и измерителя дисперсии, и блок задания спектра, о т л и чающееся тем, что, с целью првьшения точности формирования спектра, оно снабжено коммутатором, включенным между формирунмцими фильтрами и регулируемыми усилителями, блоком памяти, подключенным входами к выходам измерителей дисперсии, соединен- . ным с выходом блока памяти вычислиi (Л тельным блоком со схемой угфавленйя на выходе, блок задания спектра подключен к входу вычислительного лока , а выходы схемы управления подключены к блоку памяти и управляющим § входам регулируемых усилителей.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.SU 1128230 А зыр 6 05 I) 19/02; G 01 М 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .. "„"" ":;, Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г.„,.„, "" ... /

l . :;3, (21) 3576241/13-28 .(22) 11.04.83 (46) 07.12.84. Бюл. Р 45 (72) Я.С.Урецкий (71) Казанский ордена:Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.H.Туполева (53) 620. 178.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 657416, кл. Q 01 И 7/00, 1979.

2. Патент США Р 3163809, кл. 318-132, 1964 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАЧИЙ

ИЗДЕЛИЙ HA СЛУЧАЙНЫЕ ВИБРАЦИИ, содержащее rn цепей формирования, состоящих каждая из последовательно соединенных генератора белого шума, полосового формирующего фильтра и регулируемого усилителя, подключенного к их выходам сумматора, вибро стенд с размещенным на нем вибропреобразователем, подключенные к нему цепи измерения, каждая из которых состоит из последовательно соеди" ненных полосового анализирующего фильтра и измерителя дисперсии, и блок задания спектра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования спектра, оно снабжено коммутатором, включенным между формирующими фильтрами и регулируемыми усилителями, блоком памяти, подключенным входами к выходам измерителей дисперсии, соединенным с выходом блока памяти вычислительным блоком со схемой управления 3 на выходе, блок задания спектра подключен к входу вычислительного оло-. ка, а выходы схемы управления подключены к блоку памяти и управляющим

f входам регулируемых усилителей.

1128230

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испьггания изделий на случайные вибрации.

Известно устройство для испытания изделий на случайные вибрации с заданным спектром, содержащее последовательно соединенные генератор белого шума, цепь формирования спектра, вибростенд с вибродатчиком, раз- 10 мещенным на его платформе, цепь управления и цепь автоматического управления 1 7.

Недостатком такого устройства яв-:

1 ..ляется низкая точность воспроизведе- 15 ния заданного спектра, обусловленная отсутствием узлов коррекции диспер сии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 20 .устройство для испытания изделий на случайные вибрации, содержащее М цепей формирования, состоящих каждая из последовательно соединенных генератора белого шума, полосового 25 формирующего фильтра и регулируемого усилителя, подключенного к их выходам суммагора, вибростенд с размещенным на нем вибропреобразователем, подключенные z нему цепи изме- 30 рения, каждая из которых состоит из последовательно соединенных полосового анализирующего фильтра и измерителя дисперсии, и блок зада.ния спектра $23.

Недостатком известного устройства является наличие математической погрешности, обусловленной неидентич-. ностью формирующих и анализирующих фильтров, вследствие технологическо-.40 . го разброса их характеристик и временной нестабильности элементов фильтра. 1.ри большом количестве формирующих фильтров и узкой полосе их пропускания технологический разброс 45 характеристик фильтров соизмерим с полосой и ы„ пропускания. Это приводит к тому, что и-й анализирующий фильтр настроен на (ь-1) или (и+1) цепи формирователя, а управ- SO лением при этом и-м регулируемым усилителем, т.е. происходит срой автоматического управления, в результате точность формирования заданного спектра снижается.., 55

Ф

Цель изобретения — повьппение точности формирования спектра.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания . изделий на случайные вибрации, содержащее сп цепей Формирования. состоящих каждая из последовательно соединенных генератора белого шума, полосового формирующего фильтра и регулируемого усилителя, подключенного к .их вьпсодам сумматора, вибростенд с размещенным на нем вибропреобраэователем, подключенные к нему цепи измерения, каждая иэ которых состоит иэ последовательно соединенных полосового анализирующего фильтра и измерителя дисперсии, и блок задания спектра, снабжено коммутатором, включенным между формирующими фильтрами и регулируемыми усилытелями, блоком памяти, подключенным входами к выходам измерителей дисперсии, соединенным с выходом блока памяти вычислительным блоком со схемой управления на вьпсоде, блок задания спектра подключен к входу вычислительного блока, а выходы схемы управления подключены к блоку памяти и управляющим входам регулируемых усилителей.

На чертеже представлена блок-схема устройства. устройство содержит а цепей формирования, состоящих кажцая иэ последовательно соединенных генератора 1 белого шума, полосового формирующего фильтра 2, и соединенного с последним через коммутатор 3 регулируемого усилителя 4, выходы которых подключены к сумматору 5. Выход последнего соединен с вибростендом 6, на котором размещены испытуемое изделие (не показано) и вибродатчик 7.

Подключенные к нему цепи измерения состоят из последовательно соединенных полосового анализирующего филвтра 8 и измерителя 9 дисперсии..

Все цепи измерения выходом подключены к блоку 10 памяти. В общем случае число ь анализирующих фильтров не равно числу в формирующих фильтров. Блок 10 памяти подкпючен к входу вычислительного блока 11 со схемой 12 управления на его вьпсоде, к одному из входов вычислительноГо блока 11 подключен блок 13 задания спектра. Первый выход схемы 1 2 управления подключен к управляющему входу блока 10 памяти, второй выход схемы

12 управления подключен к управляю128230 4 о . где „(ю1 — АЧХ л-го анализирующего 25 фильтра;

С(ю1 — АЧХ тракта вибростенд из-: делия;

f() -АЧХ m-го Формируггцего фильтра. 30

И вЂ” спектральная плотность о белого шума на выходах генер аторов.

После измерения всех дисперсий рлл1 устройство переводится в режим и

Настройка . По сигналу схемы 12 рФ

3S управления измеренные величины дисперсии P„m поступают на вход вычислительного блока 11, в котором хранится программа вычисления коэффи-. циентов усиления. На другой вход блока 11 поступают с блока 13 требуемые значения дисперсии D» в полосах пропускания анализирующих фильтров 8. Коэффициенты k вычисля-,д ются в блоке 11 из системы уравнений

М

Т

7„ < п m„ «.ã 2 " е п м

И,=. .Ек =кэ кр ..+KD .

m 1 1г 2 22 ю Ф м-р =KKND„O=K1D ++K р +...+! D

1h г 2n " Фп I n

Для этого в вычислительный блок

11 подают требуемые значения дис3 1 щему входу коммутатора, а остальные выходы схемы 12 соединены с управляющими входами регулируемых усилителей 4.

Устройство работает следующим образом.

В режиме "Измерение" значения всех коэффициентов усиления регулируемых усилителей 4 сигналом со схе-!

1 мы 12 управления устанавливаются равными "1". Коммутатор 3. поочередно подключает цепи формирования к . сумматору 5, с которого узкополосные случайные сигнапы поступают на вход вибростенда 6.

Сигнал с вибродатчика поступает на и анализирующих фильтров 8, в каждой цепи измеряется дисперсия, и с измерителя 9 дисперсии поступает на входы блока 1О памяти сигнал р = К Ч (ифС (ю)М,„(о ) 1, персий Э„,а в опрашиваемых полосах и измеренные ранее дисперсии 9

nm

В матричновекторной форме система (!) может быть представлена как р = рр

Искомйд значения К,„получаем в виде ! (- I вл тп

Вычисленные значения:к;„ поступают на схему 12 управления, которая в режиме "Настройка" выставляет и

If0ääåðõèâàåò коэффицие нты усиления егулируемых усилителей 4, равными

ычисленным значениям К . Затеи схема t2 управления переводит устройство в режим "Испытание". В этом режиме измерители 9 дисперсии измеряют дисперсии О.„ в полосе, которые затем сравниваются с заданными значениями Э „в блоке 11. В случае отклонения от заданной погрешности формирования 4руп -" ар = 1 ртл л! по программе с блока 13 схема 12 управления переводит. устройство в режим "Измерения".

Знанение коэффициентов усиления определяется в результате решения в блоке 11 системы линейных уравнений, которая учитывает взаимное влияние всех формирующих фильтров,АЧХ которых .могут переключаться, т.е. непрямоугапьны. Так как в, устройстве нет жесткой связи между.п измерительными цепями и tn формирующими

1 цепями, то систематическая погрешность, обусловленная разбросом характеристик фильтров, исключена, что и обеспечивает повышение точности формирования спектра случайных вибр аций.

В качестве вычислительного блока

11 может быть использована ЭВМ типа

"Электроника ДЗ-28", схема 12 управ-! пения выполнена на базе микросхемы

572 ПАТА и операционных усилителей

К 140, коммутатор 3 аналогового сиг-. нала состоит из блока К аналоговых ключей (143КТ1) и дешнфратора серии 155.

Использование, изобретения позволит обеспечить высокую точность воспроизводимого спектра и тем самым повысить надежность испытаний на случайные вибрации.

Фили ППП П г. Ужгород,ул.Проектная, 4