Устройство для записи частотных характеристик
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ф 1 t г =;::д (61) Дополнительное к авт. саид-ву Nà 411338 (22) Заявлено 24. 11. 80 (21) 3008682/18-28 с прнсоепинением заявки М (23) Приоритет Опубликовано 30. 06.82. Бюллетень Л 24 Дата опубликования описания 30.06.82 (5! )М. Кл. G 01 М 7/00 G 01 Н 1/00 Госудорстееииый комитет СССР (53) УД К 620. 178. 53(088.8) ло делом изооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения A.Å. Божко и И.Д. Пузько Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК! Изобретение относится к средствам измерительной техники, в частности, для исследований частотных характеристик объектов, и может найти применение в любой отрасли машиностроения при проведении испыта5 ний на воздействие вибрации и удара. По основному авт. св. СССР 11" 41 1338 известно устройство для записи частотных характеристик,:содержащее пос- 1О ледовательно соединенные генератор возбуждения с блоком управления разверткой частоты и автоматический регулятор амплитуды возбуждения, усилитель мощности, возбудитель колебаний, первый измерительный преобразователь, подключенный через усилитель обратной связи к управляющему входу регулятора амплитуды возбуждения, вто рой измерительный преобразователь, 20 подключенный выходом ко входу измерительного усилителя, амплитудныЙ детектор, подключенный выводом к одному входу двухкоординатного регистратора, к другому входу которого подключен выход первого преобразователя частота-аналог, входом подключенный ко входу амплитудного детектора 1 11. В тех случаях, когда исследуемый частотный диайазон значительно уже всего диапазона развертки частоты задающего генератора . и точное его положение не известно, запись исследуемого диапазона требует проведения ряда операций, связанных с приближенной установкой начала и конца записи, либо замедленной разверткой частоты задающего генератора или многократного прохождения частоты по всему диапазону развертки для приближенного определения положения резонансных пиков. Указанные операции увеличивают время подготовки к измерениям и регистрации, снижают производительность труда оператора и быстродействие устройства в целом. Цель изобретения — повышение производительности. 939989 Поставленная цель достигается тем, что устройство для записи частотных характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения с блоком управления разверткой частоты и автоматический регулятор амплитуды возбуждения, усилитель мощности, возбудитель колебаний, первый измерительный преобразователь, подключенный через -10 усилитель обратной связи к управляющему входу регулятора амплитуды возбуждения, второй измерительный преобразователь, подключенный выходом ко входу измерительного усилителя, 15 амплитудный детектор, подключенный выходом к одному входу двухкоординатного регистратора, к другому входу которого подключен выход первого преобразователя частота-аналог, входом подключенный ко входу амплитудного детектора, снабжено генератором белого шума, пятью электронными ключами, двумя формирователями прямоугольных импульсов, двумя пре образователями частота-аналог, элементом сравнения, нуль-органом, элементами НЕ и ИЛИ, исполнительным элементом и согласующим усилителем, выход регулятора амплитуды возбуждения подключен через первый ключ к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход генератора возбуждения подключен к одному входу элемен35 та сравнения через последовательно соединенные второй ключ, первый формирователь прямоугольных импульсов и второй преобразователь частотааналог, к другому входу элемента 40 сравнения подключен выход измерительного усилителя через последовательно соединенные третий ключ, второй формирователь прямоугольных импульсов и третий преобразователь частотааналог, выход элемента сравнения че$$ рез согласующий усилитель подключены ко входам нуль-органа и исполнительного элемента, выход которого подключен к управляющему входу блока управления разверткой частоты генератора возбуждения, выход нуль-органа подключен к управляющим входам первого и четвертого ключей и через элемент НЕ - к управляющим входам второго, третьего и пятого ключей, сигнальный вход последнего подключен к выходу генератора белого шума, выход пятого ключа - ко второму входу элемента ИЛИ, а четвертыи ключ входом подключен к выходу измерительного усилителя и входу третьего ключа, а выходом — ко входам амплитудного детектора и первого преобразователя частота-аналог. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для записи частотных характеристик содержит генератор 1 возбуждения с блоком управления разверткой частоты и задатчиком пределов диапазона развертки, автоматический регулятор 2 амплитуды возбуждения, усилитель 3 мощности, воэбу дитель 4 колебаний, первый измерительный преобразователь 5, усилитель 6 обратной связи. На вибровозбудителе помещен испытуемый объект 7 с закрепленным на нем вторым измерительным преобразователем 8, измерительный усилитель 9, первый преобразователь 10 частота-аналог, амплитудный детектор 11, двухкоординатный регистратор 12, генератор 13 белого шума, пять электронных ключей 14-18 соответственно первый, второй, третий, четверть1й и пятый, первый и второй формирователи 19 и 20 прямоугольных импульсов, второй и третий преобразователи 21 и 22 частота-аналог, элемент 23 сравнения, согласующий усилитель 24, исполнительный элемент 25, нуль-орган 26, элемент НЕ 27 и элемент ИЛИ 28. Выход генератор 1 возбуждения подключен ко входу автоматического регулятора 2 амплитуды возбуждения, выход которого подключен через первый ключ 14 к первому входу элемента 28 ИЛИ, выход последнего через усилитель 3 мощности подключен ко входу возбудителя 4 колебаний с установленным на его подвижной части первым измерительным преобразователем 5, выход которого через усилитель 6 обратной связи подключен к управляющему входу регулятора 2 амплитуды возбуждения. На испытуемом объекте 7 закреплен второй измерительный преобразователь 8, выход которого через измерительный усилитель 9 подключен ко входам третьего и четвертого ключей 16 и 17 со» ответственно. Выход четвертого ключа 17 подключен ко входу амплитудного детектора 11 к входу первого преобразователя 10 частота-аналог, выходы которых соединены со входами двухкоординатного регистратора 12. Выход 939989 генератора 1 возбуждения подключен через последовательно соединенные второй ключ 15, первый формирователь 19 прямоугольных импульсов и второй преобразователь 21 частота-аналог к одному входу элемента 23 сравнения, к другому входу которого через дополнительно соединенные второй формирователь 20 прямоугольных импульсов и третий преобразователь 22 частота- 10 аналог подключен выход третьего ключа 16. Выход:элемента 23 сравнения через согласующий усилитель 24 подключен ко входам нуль-органа 26 и допол- 15 нительного элемента 25, выход которого соединен с управляющим входом блока развертки частоты, входящего в состав генератора 1 возбуждения. Выход нуль-органа 26 подключен к уп- 20 равляющим входам первого и четвертого ключей 14 и 17, а элемент 27 НЕ к управляющим входам второго, третьего и пятого ключей 15, 16 и 19 соответственно. Выход генератора 13 . 25 белого шума подключен через пятый ключ 18 ко второму входу элемента ИЛИ 28. Устройство работает следующим образом. 30 Сигнал с выхода генератора 13 белого шума через открытый пятый ,ключ 18 и элемент ИЛИ 28 проходит на вход усилителя 3 мощности и воздействует на возбудитель 4 колебаний 35 и установленный на его подвижной части испытуемый объект 7. Сигнал на выходе второго измерительного преобразователя S является узкополосным вследствие трансформа40 ции широкополосного входного сигнала возбудителя колебаний в узкополосный, частотный спектр которого определяется шириной полосы резонансного пика амплитудно-частотной ха45 рактеристики испытуемого объекта. формирователь 20 прямоугольных импульсов формирует импульсы одинаковой амплитуды, длительность которых определяется моментами пересече50 ния узкополосным случайным процессом напряжения нулевого уровня. Третий преобразователь 22 частота-аналог формирует на выходе напряжение, величина которого определяет нижнюю границу f . частотного диапазона иссле55 дувмого резонансного пика, оно поступает на второй вход элемента 23 сравнения. На первый вход элемента 23 сравнения поступает сигнал с выхода генератора 1 возбуждения через открытый второй ключ 15, первый формирователь 19 прямоугольных импульсов и второй преобразователь частотааналог. Сигнал на выходе элемента 23 сравнения определяется разностью текущей частоты задающего генератора 1 и частоты f>, определяющей нижнюю границу исследуемого частотного диапазона. Указанный сигнал после усиления согласующим усилителем 24 воздействует на исполнительный элемент 25, который подстраивает частоты f генератора 1 к частоте t При равенстве частот f =f на выг= н ходе. нуль-органа 26 формируется сигнал, который поступает на управляющие входы первого и четвертого ключей 14 и 17 и открывает их, при этом ключи 15, 16 и 18 закрываются. Сигнал с: выхода генератора 13 белого шума не поступает на вход возбудителя 4 колебаний, а сигналы с выхода генератора 1 и выхода измерительного усилителя 9 не поступают на первый и второй входы элемента 23 сравнения, При этом сигнал с выхода генератора 1, частота которого fH, поступает на вход автоматического регулятора 2 амплитуды возбуждения, который поддерживает постоянный уровень возбуждения вибратора во всем частотном диапазоне, начиная с частоты f>, за счет сигнала управления по цепи обратной связи. Сигнал с выхода измерительного усилителя 9 через открытый четвертый ключ 17 поступает на вход амплитудного детектора 11, с выхода которогона вход вертикальной разверТки по амплитуде двухкоординатного регистратора l2. Одновременно этот же сигнал поступает на вход преобразователя 10 частота-аналог, с выхода которого в виде напряжения постоянного тока, пропорционального в каждый момент частоте колебаний в измеряемой точке объекта, поступает на вход развертки по частоте регистратора 12. Настройка регистратора 12 по оси частот осуществляется автоматически, что сокращает время на подготовку устройства к измерению и регистрации. Использование предлагаемого устройства позволяет путем автоматической установки начала частотного диапазона резонансной характеристики 939989 повысить производительность измерения и регистрации. формула изобретения Устройство для записи частотных характеристик по авт. св. У 41!338, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности,-10 оно снабжено генератором белого шума, пятью электронными ключами, двумя формирователями прямоугольных импульсов, двумя преобразователями частота-аналог, элементом сравнения, 1s нуль-органом, элементами НЕ и ИЛИ, исполнительным элементом и согласующим усилителем, выход регулятора амплитуды возбуждения подключен через первый ключ к первому входу элемента 2О ИПИ, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход генератора возбуждения подключен к одному входу элемента сравнения через последовательно соединенные второй ключ, первый формирователь прямоугольных импульсов и второй преобразователь частота-аналог, к другому входу элемента сравнения подключен выход измерительного усилителя через последоватс льно соединенные третий ключ, второй формирователь прямоугольных импульсоь и третий преобразователь частотааналог, выход элемента сравнения через согласующий усилитель подклюгчен к входам нуль-органа и исполнительного элемента, выход которого подключен к управляющему входу блока управления разверткой частоты генератора возбуждения, выход нуль-органа подключен к управляющим входам первого и четвертого ключей и через элемен НЕ - к управляющим входам второго, третьего и пятого ключей, сигнальный вход последнего подключен к выходу генератора белого шума, выход пятого ключа - к второму входу элемента ИЛИ, а четвертый ключ входом подключен к выходу измерительного усилителя и вхо ду третьего ключа, а выходом — к входам амплитудного детектора и первого преобразователя частота-аналог. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 411338„ G О! м 7/00, !974 (прототип). 939989 Заказ 55/ 2 Тираж 7 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Н. Долгова Редактор M. Голаковски Техред А. Ач КорректорА. Дзятко
