Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме

 

Устройство для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур и контур регулирования уровня возбуждения, снабжено вторым преобразователем 14 напряжения в разнонаправленные токи, двумя полупериодными выпрямителями 15, двумя масштабными резисторами 16 и 17, сумматором 18, двухпозиционным переключателем 19 и управляемым ключом 20. При включении устройства в автоколес $S N9 4ib СЛ СО о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (29) (2!) (52) 4 С 01 M ?/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5; Ф

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3762726/25-28 (22) 28.06.84 (46) 23.07.86. Бюл. 22 27 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.

В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.П.Большаков (53) 620.178.5(088.8) (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

Ф 894392, кл. G 01 M 7/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ В АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ

РЕЖИМЕ (57) УстройсFBo для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме, содержащее автоколебательный контур и контур регулирования уровня возбуждения, снабжено вторым преобразователем 14 напряжения в разнонаправленные токи, двумя полупериодными выпрямителями 15, двумя масштабными резисторами 16 и 17, сумматором 18, двухпозиционным переключателем 19 и управляемым ключом 20.

При включении устройства в автоколе1245909 бательном контуре возникают колебания, если вибродатчик 1 работает в режиме виброметра или акселерометра.

Регулирование амплитудой нагружения объекта 2 происходит в результате изменения сигнала, поступающего с выхоца программатора 11. Для возбуждения автоколебаний в случае, когда вибродатчик 1 работает в режиме велосиметра, переключатель 19 устанавливают во второе положение.. В этом случае автоколебательный контур обИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для программных испытаний изделий в автоколебательном режиме.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности работы устройства с вибродатчиками любого типа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 временные 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 уси30 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 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 режиме о сдвинут 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,автоколебательном 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 инерцион1245909 4 ность 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- 1О ватель 13 напряжения в разнонаправленные токи, реверсивный переключатель 5, первый интегратор 6 на вход вибровозбудителя 8.

Временные диаграммы (фиг. 2) по- 15 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, преобразуюшего 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- Зб 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.45

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- 55 мы преобразуются в треугольные сигна-

1 pl лы Пьы, Г, U „„q удвоенной частоты. K 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 сигнала

/!

U „,, а ключ 20, управляемый сигьык <к налом с выхода нелинейного элемента 4, в течение полупериода колебаний

U „ подключает масштабный резистор 16 к шине нулевого потенциала.

В результате суммирования суммато рыхго ъ U Stion s учетом инвертирования формируется сигнал U „,, который в установившемся режиме сдвинут по фазе относио тельно U „„ на 90 . Поэтому, когда сигналы П ы„> H П ы„> синфаз"ы (что характерно при измерении скорости испытуемого изделия), в укаэанном автоколебательном контуре возникают устойчивые автоколебания, При переходе к следующей ступени программы нагружения, которая характеризуется, например, увеличением напряжения на выходе программатора 11, происходит пропорциональное увеличение сигналов на выходах преобразователя 14. Длительность процесса установления сигнала требуемой амплитуды на выходе первого интегратора 6 определяется инерционными свойствами испытуемого изделия 2. Указанный переходный процесс обуславливает кратковременное искажение формы сигнала на выходе сумматора 18, однако фазовые соотношения сигналов U,„< и

U ы„„ даже в переходном процессе не нарушаются.

Таким образом, введение элементов 14-19 позволяет образовать автоколебательный контур, в котором фазовые соотношения обеспечивают условия существования автоколебаний и в случае, когда.вибродатчик i 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 расширен1245909

Й ыл.7

ЙЬ х3

Цвыд.Ф

t — — э

ЦВью,9

ЦЬ|д у игл л2 ного круга задач, т.е. повышается универсальность 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, первый

I интегратор, 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, I выход которого подключен к входу реверсивного переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения воэможности работы устройства с вибродатчиками любого типа, оно снабжено вторым

5 преобразователем напряжения в разнонаправленные токи, вход которого подключен к выходу программатора, двухполупериодным выпрямителем, вход которого подключен к выходу первого

iO интегратора, двумя масштабными резисторами, включенными между выходами двухполупериодного выпрямителя и второго преобразователя напряжения в разнонаправленные токи, сумматором, входы которого подключены к выходам 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 соеди25 нен с одним иэ выходов второго преобразователя напряжения в разнонап" равленные токи, выход эаземлен, а управляющий вход соединен с выходом нелинейного элемента.

1245909

Идагх 7 8их 3

Фва ч 8аа,15

И йр !5

Редактор А.Козориз

Ъаказ 3988/32

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприят е .У и, г. огород, ул.Проектная, 4

Фих 20

ЦВ ал7.

Фва t8

Составитель В.Пастушин

Техред О..Сопко Корректор,ц.демчик