Способ определения колебательных характеристик упругой конструкции в точке возбуждения

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.74 (21) 2073949/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

G 01 Н 1/00

G 01 М 7/00 (23) Приоритет—

Гасударственный кемнтет (53) УДК 533.6. .013:534 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.81

IIo делам нэабретеннй н открытий (72) Автор изобретения

К. И. Васильев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГОЙ КОНСТРУКЦИИ

В ТОЧКЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к определению колебательных характеристик механических конструкций электрическим методом, в частности к способам определения скорости колебаний упругой конструкции в точке возбуждения на частоте резонанса.

Известен способ определения колебательных характеристик упругой конструкции в точке возбуждения путем возбуждения колебаний электродинамическим возбудителем и регистрации электрического сигнала индукционного датчика (1) .

Однако погрешность в определении колебательных характеристик данным способом высока из-за влияния переменного магнитного ноля возбудителя на датчик.

Известен также способ определения колебательных характеристик, основанный на регистрации модуля сигнала датчика с помощью измерительного моста в двух режимах работы возбудителя — в колебательном и заторможенном. По разности сигналов двух измерений определяется скорость колебаний упругой конструкции (2).

Недостатком этого способа является низкая точность, обусловленная фазовыми сдвигами между векторами ЭДС и других компонент падения напряжения яа омическом и реактивном сопротивлениях подвижной катушки, а также необходимостью затормаживания возбудителя на резонансной частоте. Поскольку затормаживать возбудитель в динамическом режиме на резонансной частоте до полного устранения колебаний практически невозможно, то остаточный уровень вносит дополнительную погрешность на результат.

10 Цель изобретения — повышение точности при измерении скорости на частоте резонанса конструкции.

Для достижения поставленной цели выделяют синфазные с возбуждающей силой компоненты падения напряжения на подвижной катушке электродинамического возбудителя на частоте фазового резонанса конструкции и на частоте вне резонансного участка и по разности этих компонент судят об искомой величине.

При этом за частоту фазового резонанса принимают значение, соответствующее экстремуму синфазной компоненты падения напряжения на подвижной катушке при

Формула изобретения

1. Способ определения колебательных характеристик упругой конструКции в точке возбуждения путем возбуждения колеба1О ний .электродинамическим возбудителем и регистрации электрического сигнала индукционного датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при измерении скорости на частоте резонанса конструкции, выделяют синфазные с возбуждающей силой компоненты падения напряжения на подвижной катушке электродинамического возбудителя на частоте фазового резонанса конструкции и на частоте вне резонансного участка и по разности этих компонент го судят об искомой величине.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за частоту фазового резонанса принимают значение, соответствующее экстремуму синфазной компоненты падения напряжения на подвижной катушке при постоян 5 ном уровне возбуждающей силы на исследуемом резонансном участке.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синфазные с возбуждающей силой компоненты падения напряжения на подвижной катушке выделяют методом синхронного деЗО тектирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. G. de Vries. Les excitateurs electriques.

«La Recherche Aегоnautique», № 41, 1954, с. 43 — 45.

2. Colloquium an Mechanical Impedance

Methode for mechanical Vibrations, New

York. Dec. 2, 1958, с. 72 — 73 (прототип).!

I

l (J

85540 постоянном уровне возбуждающей силы на исследуемом резонансном участке, а синфазные с возбуждающей силой компоненты падения напряжения на подвижной катушке выделяют методом синхронного детектирования. 5

На чертеже изображена блок-схема устройства предлагаемого способа.

При возбуждении колебаний упругой конструкции l с массой mo жесткостью k и коэффициентом демпфирования h электродинамическим возбудителем 2, питающимся током J усилителя 3 мощности и управляющего напряжением Бак. генератора 4, из общего падения напряжения U< на под- . вижной катушке 5 выделяются с помощью синхронного детектора 6 синфазные с возбуждающей силой Fc компоненты Re UÄ па частоте фазового резонанса и на частоте вне резонансного участка. По разности этих компонент, равной ЭДС подвижной катушки 5 и полученной с помощью измерителя

7 и регистратора 8, определяется скорость колебаний ф с учетом калибровочного коэффициента электродинамического возбудителя 2 как индукционного датчика. Поскольку фазовые сдвиги между векторами Fc,Jr, и равны нулю, а зависимость F< от U8x линейна во всем диапазоне рабочих частот благодаря характеристикам усилителя 3 мощности, то при разложении напряжения як относительно фазы опорного напряжения Ьвг синфазная компонента Re Ug с высокой точностью совпадает по фазе с ЭДС подвижной, катушки.

Многочисленные экспериментальные данные показали, что погрешность определения колебательных характеристик упругой конструкции в точке возбуждения по данному способу снизилась более чем в три раза по сравнению с известным способом. Например, относительная погрешность определения ско6

4 рости колебаний без учета погрешностей измерительно-регистрирующих приборов составляет 1 — 2%.

ВНИИПИ Заказ 6886/56

Тираж 484 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4