Способ измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора

 

Изобретение относится к изь1ерительной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих свойств полимерных мате зиалов. С целью повышения точности измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора фиксируют не менее трех интервалов времени ме;кду моментами прохождения осциллятором фиксированного уровня, смещенного относительно положения равновесия осциллятора . 1 ил. СО сл со СП) оо СП

А1

jt

Ф

1: Ж « .: «д

>

3." Ф"

СО :ОВ СОВЕТСКИХ

ОЙ4АЛИСТИЧЕСКИХ

-=;1 РЕСГ1УВЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3946249/24-28 (22) 23,08.85 (46) 15.12.87. Бюл. ¹ 46 (72) О.В.Старцев, 10.М.Вапиров, В.В.Суханов и Э.Д.Макарадзе (53) 620.178.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 691697, кл. G 01 N 1/10, 1979.

Труды института физики АН Грузинской ССР, 1960. Т.7, с.59.

t(g1) 4 С 01 Н 11/00//G 01 R 27/28 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИИ ГАРМОНИЧЕСКОГО ОСЦИЛЛЯТОРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих свойств полимерных материалов. С

"целью повьппения точности измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора фиксируют не менее трех интервалов времени ме:.хду моментами прохождения осциллятором фиксированного уровня, смещенного относительно положения равновесия осциллятора. 1 ил.

1359685

2I

sin -- (t + p)

2Т

sin. — (t +g)

1п

2 в> и - (t +tp)

° Т

2 1

s п — tp

Т (2) Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использ<9вано для определения вязкоупругих свойств полимерных материалов.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа измерения.

На осцилляторе 1, имеющим воз:ожность совершать крутильные колебания вокруг оси, расположенной перпенди- кулярно плоскости чертежа, закреплено зеркальце 2. От осветителя 3 световой луч падает на зеркальце 2 и, отражаясь от него, попацает на шкалу 4 с закрепленным на ней фотоэлементом 5, Фотоэлемент 5 соединен с формирователем

6 импульсов. Один из выходов формирователя импульсов 6 соединен со входами "Пуск" счетчиков 7, 8 и 9 времени, а другой — со входами триггеров

10, 11 и 12. Выходы триггеров 10 11 и 12 соединены соответственно с входами "Стоп" счетчиков 7, 8 и 9 времени. Кроме того, выход триггера 10 соединен с входом триггера 11, а выход триггера 11 — с входом триггера 12.

Местоположение на шкале 4 фотоэлемента 5 является фиксированным уровнем, по которому ведется измерение интервалов времени.

Способ осуществляется следующим образом.

В отсутствие колебаний осциллятора 1 отраженный луч попадает на шкалу 4, Фотоэлемент 5 смещается по шкале 4 относительно светового пятна и крепится на ней так, чтобы в процессе колебаний отраженный луч пересекал фотоэлемент 5. Затем осциллятор 1 выводят из положения равновесия и после прекращения действия вынуждающей силы он начинает совершать свободные затухающие крутильные колебания. При этом отраженный луч, перемешаясь по шкале, пересекает фотоэлемент 5. После первого пересечения его лучом с фотоэлемента 5 поступает на вход формирователя 6 импульсов. На выходе формирователя

6 импульсов при этом появляется импульс, который подается только на входы "Пуск" счетчиков 7, 8 и 9 вре- . мени. С этого момента начинается отсчет интервалов времени t,, и

При следующем пересечении лучом фо1В тоэлемента 5 импульс из формирователя 6 подается только на входы триггеров 10„ 11 и 12. Однако срабатывает при этом единственный триггер 10, Сигнал с его выхода останавливает

2р счетчик 7 времени и дает разрешение на срабатывание триггера 11 при пос. туплении следующего импульса из фор= мирователя 6. Выходной сигнал триггера 11 останавливает счетчик 8 вре25 мени и дает разрешение на срабатывание триггера 12 при поступлении очередного импульса из формирователя

6, после чего останавливается счетчик

9 времени. Таким образом, произвоЗО дят измерения интервалов времени t< счетчиком 7, t — счет-иком 8, с счетчиком 9.

Для определения периода и коэффи3 циента затухания свободных колебаний используют закон вида

-ас . 2%

А=А е sin —

Т 5 (1) где А — начальная амплитуда колебао

40 ний;

Т вЂ” период колебаний, с4 — коэффициент затухания; — время, при котором данный закон принимает значение A.

Так как закон (1) в точках „ +, + q, t> +<у принимает одно и то же г значение, которое лежит на фиксированном уровне, то получают уравнение.

1359685 о где t, t,, с, — измеряемые интервалы времени, время прохождения равновесия до фиксированного уровняa

Далее определяют среднее арифмети .еское и относительную ошибку величин,, М-,, Мз вида

2 i 10

sin -- (t + q> )

Т

2i —

sin =- Ц

Т с .1

15 Формула изобретения где Т

Способ измерения параметров затухающих колебаний гармонического осциллятора, заключающийся в том, что

20 определяют моменты прохождения осциллятором фиксированного уровня, смещенного относительно положения равновесия осциллятора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, измеряют не менее трех интервалов времени между моментами прохождения осциллятором фиксированного уровня.

ro деления.

При решении уравнения (2) вместо

Т необходимо подставить Т. Изменяя

Составитель А.Куликов

Редактор Л.Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 6148/45 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 — Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 число, которое лежит в интервале от t -t до измеренные интервалы времени; решение уравнения (2) относительно с, которое определяют в интервале от 0 .Т до — — t методом половинно2 величину Т в интервале от t - t, до с шагом, равным абсолютной погрешности измерения интервалов времени, подбирают число Т таким образом, чтобы отно" èòåëüíàÿ ошибка величин,, М, д была минимальна.

В этом случае найденное. число Т и среднее арифметичес;oe величин ь,, g,,с являются, соответственно» приближением периода колебаний Т и коэффициента затухания М затухающих колебаний гармонического осциллятора.