Способ контроля спектра случайной вибрации и устройство для его осуществления — SU 1404864 (original) (raw)

(19 51)4 С 01 М 7/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТ ЕЛЬСТВ ВТОРСНОМ(56) Мирский Г.Я. Аппделение характеристикцессов. - М.: ЭнВеселов Ю.В,ыи инстит Баширова,ов 8) ратурное опреслучайных про, с,242ергия и др. Аппаратура восации случайныхЛДНТП, 1979,ег произведениявибраций и ус. 18. ров. СЛ ЕГО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СПЕКТРА УЧАЙНОЙ ВИБРАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к вибрационным испытаниям, а именно к способудля контроля спектра случайной вибрации, имитируемой на вибровозбудителеЦелью изобретения является повышениеточности контроля спектра случайнойвибрации, имитируемой на вибровозбудителе, путем представления его результатов в виде функций спектра С и, (Я) в каждой ш-й контрольной точке испытуемого объекта. Поставленная цель достигается путем определения сформированного спектра на выходе каждого ш-го вибродатчика, измерения АЧХ вибротракта с входа вибровозбудителя и измерения дисперсии на выходе анализатора спектра, имеющего ограниченное число каналов, например десять. В режиме настройки с помощью синтезатора 10 частот последовательно формируются гармонические сигналы на частотах Й, на которых требуется определить отсчеты спектра в М контролируемых точках. В память блока 9 вы- се числения и управления заносятся отсчеты всех АЧХ вибрационных трактов, которые используются в режиме измерения при вычислении отсчетов спектров Ъав путем решения 1 систем линейных уравнений. Подключение выходов вибродатчиков 5 к входу анализатора 7 спектра ввей и выходов анализатора 7 спектра к 4 ь входу блока 9 вычисления и управления осуществляется соответственно первым р 6 и вторым 8 коммутаторами. 2 с.п. рф-лы, 1 ил.ЖИзобретение относится к вибрационным испытаниям, а именно и способами устройствам для контроля спектраслучайной вибрации, имитируемой навибровозбудителе,Целью изобретения является повышение точности контроля спектра случайной вибрации, имитируемой на вибровозбудителе, путем представления егорезультатов в виде функций спектраС(й) в каждой ш-й контрольной точкеиспытуемого объекта.На чертеже приведена функциональная схема устройства для осуществле"ния способа контроля спектра случайной вибрации.Устройство состоит из последовательно соединенных формирователя 1спектра и усилителя 2 мощности, выход которого подключен к первому неподвижному контакту переключателя 3на два положения, подвижный контакткоторого подключен к входу вибровозбудителя 4, на, столе которого установлено М вибродатчиков 51 0=1"М),каждый из которых подключен к информационным входам первого коммутатора6, выход которого соединен с входомпараллельного анализатора 7 спектра, 30Выходы параллельного анализатора 7спектра подключены через второй коммутатор 8 к входу блока 9 вычисленияи управления, первый, второй, третийи четвертый выходы которого подключены к соответствующим входам синтезатора 10 частот, второго коммутатора8, индикатора 11 и первого каммутато"ра 6, при этом выход синтезатора 10частот подключен к второму неподвиж,ному контакту переключателя 3.Способ контроля спектра случайнойвибрации осуществляется в устройстве,следующим образом.45Из априорных данных об измеряемом спектре выбирают рабочий диапазон частот Л Яи шаг Ь, с которым необходимо получить выборки функции СЩ энергетического спектра мощности. По не.обходимому количеству отсчетов Идй.функции СЯ) (Н=) при равномерных отсчетах на всем рабочем диапазоне частот пересчитывают необходимое ко"55 личество каналов анализатора 7 спект"Ира Т=-, где М - количество вибродатчиков 5. В блок 9 вычисления и управления с его внешнего устройства вводят значение шага Ь и частот Я, на которых необходимо вычислить отсчеты С, и параметры анализатора 7 спектра. Устройство имеет два режима: настройки и измерения.В режиме настройки на входы каналов анализа с помощью переключателя 3 (положение ТТ) через вибровозбудитель 4, вибродатчики 5 и первый коммутатор 6 подключается выход синтезатора 10 частот, сигналы которого представляют собой последовательно формируемые гармонические колебания с частотами Я, программно задаваемыми блоком 9 вычисления и управления.Вибротракт вход вибровозбудителя 4 - выход вибродатчика 5 в соответствии со своей АЧХ пропускает гармонические сигналы с входа на выход. Постоянство и равенство между собой амп литуд входных гармонических сигналов позволяют по их откликам на выходе вибротрактов судить об АЧХ последних. С выходов вибродатчиков 5 гармонические колебания поступают на соответствующие входы первого коммутатора б, который последовательно опрашивает все М вибродатчиков 5. Управление работой первого коммутатора 6 осуществляется блоком 9 вычисления и управле" ния. Выходной сигнал первого коммутатора 6 разделяется на Т полосовых сигнала: с помощью анализатора 7 спектра за счет высокой прямоугольности АЧХ егополосовых анализирующих фильтров.Последовательность работы устройства в режиме настройки следующая. Синтезатор 10 частот формирует гармо" нический сигнал на частоте Й которая является самой нижней частотой отсчета спектра. При этом первый коммутатор 6 подключает выход первого вибродатчика 5 (ш=1) к входу анализа- затора 7 спектра, а второй коммутатор 8, .также управляемый от блока 9 вычисления и управления, подключает выход первого канала анализа (1 ф 1) анализатора 7 спектра к входу блока 9 вычисления и управления, Получаемый при этом отклик на выходе первого канала анализа в виде некоторого постоянного напряжения характеризует коэффициент передачи (С , тп 1, п=1, 1 1) вибротракта вход вибровоэбудителя 4- выход первого вибродатчика 5 на часкоторого является шнрокополосиый случайный сигнал, Последовательность работы устройства в режиме измерения следующая, Первый коммутатор 6 подключает выход первого вибродатчика 5 к входу анализатора 7 спектра. При этом одновременно на выходах всех 1 каналов анализа (через соответствующее время анализа Тд) появляются от" клики, величина которых равна дисперсиям Э,; случайных сигналов в соответствующих полосах частот. Второй коммутатор 8 поочередно подключает выходы анализатора 7 спектра к входу блока 9 вычисления и управления, в память этого блока заносятся соответствующие значения дисперсий Э . (для ш=1). После этого первый коммутатор 6 подключает выход второго вибродатчика 5 к входу анализатора 7 спектра и процесс измерения и занесения в память значений дисперсий П, (ш=2) повторяется. После занесения в память. блока 9 вычисления и управления зна" чений дисперсий Р (ш=М), соответствующих последнему вибродатчику 5, осуществляется решение систем линейных уравнений относительно отсчетов С для каждой -й полосы отдельно.По окончанию решения 1 систем линейных уравнений получаются И значений отсчетов Сспектра на входе вибровозбудителя 4. Затем по полученным значениям С , хранимых в памяти блока 9 вычисления и управления,иизмерен" ным в режиме настройки отсчетам АЧХ С ; получают спектр случайной вибрации в виде непрерывной функции С (Й) в каждой ш-й контрольной точке объек" та испытания или стола вибровозбудителя 4, На индикатор 11 по желанию оператора можно вывести спектр случайной вибрации в любой контрольной точке. Также по желанию оператора можно произвести усреднение спектров, по всем М контрольным точкам, при этом в отличие от известного устройства усредненный спектр также получается в виде непрерывной функции,Таким образом, устройство для осуществления способа контроля спектра случайной вибрации позволяет получить оценки спектра в ш-х контролируемых точках в виде непрерывной функции, т.е. отсутствует погрешность смещения, кроме того, это достигается без усложнения анализирующей части аппаратуры за счет использования естест 31404864 тоте Я , Это значение коэффициента (С ), называемого отсчетом, заноситъю 1ся в память блока 9 вычисления и управления. После этого первый коммута 5 тор 6 подключает выход второго вибродатчика 5 (ш=2) к входу анализатора 7 спектра. При этом выход первого канала анализа (х=1) анализатора 7 спектра попрежнему подключен к входу блока 9 10 вычисления и управления и в его память заносится значение коэффициента передачи (С ;, ш=2, п=1, =1) вибротракта вход вибровозбудителя 4 - выход второго вибродатчика 5 на частоте Й. 15 Таким образом осуществляется измерение и занесение в память блока 9 вычисления и управления соответствующих коэффициентов передачи (отсчетов) на частоте,й по всем М вибродатчикам 5. 20 Затем синтезатор 10 частот формирует гармонический сигнал на частоте Й (п=2) и процесс измерения коэффициентов передачи на этой частоте по выходам всех вибродатчиков 5 повторяет ся, При равенстве й= й где Я,; - верхняя частота -й полосы, на которой требуется определить отсчет спектра (в данном случае =1), после осу.ществления измерения отсчетов АЧХ 30 вибродатчиков по всем М вибродатчикам 5 и занесения их значений в память блока 9 вычисления и управления с второго выхода,":этого блока поступает сигнал на управляющий вход второго коммутатора 8, который подключает выход второго канала анализа (д=2) анализатора 7 спектра к входу блока 9 вычисления и управления.Далее процесс измерения соответст вующих отсчетов С ; АЧХ вибротрактов для =2 по всем М вибродатчикам 5 повторяется. Одновременно при переключении второго коммутатора 8 (х=2) и измерении отсчетов С АЧХ вибро трактов для данной полосы осуществляется вычисление элементов матрицы К . Таким образом, режим настройкиепзаканчивается измерением Н отсчетов С ; АЧХ вибротрактов по выходам БО всех М вибродатчиков 5 и вычислением соответствующих элементов матрицы К ЮйсюеВ режиме измерения на входы каналов анализа с помощью переключателя 3 (положение 1) через вибровозбудитель 4, вибродатчики 5 и первый коммутатор 6 подключается выход усилителя 2 мощности, выходным сигналом50 5 14048 венной частотной избирательности вибрационных траятов., присущей различным точкам контроля на столе вибровозбудителя,5 Формула изобретения1, Способ контроля спектра случай" ной вибрации, имитируемой на вибровозбудителе, заключающийся в том, что 10 разбивают спектр случайной сигналов, получаемых в И контрольных точках изделия, на 1 полосовых случайных сигналов. и измеряют их дисперсии, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля спектра случайной вибрации, в диапазоне рабочих частот ВЙ предварительно формируюг гармонические сигналы и для каждой ь-й полосы измеряют М от 20 счетов С ; амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) с входа вибровоэбудителя на выходе каждой контрольной точки на частотах Я, на которых необходимо получить отсчеты спектра, затем по измеренным дисперсиям полосовых случайных сигналов для М контрольных точек и отсчетам С , для каждой -й полосы определяют М отсчетов С спектра на входе вибровозбу-З 0 дителя путем рщвения систем линейных уравнений вида 350 ЕСКвнОЯи 1+ (-1)1 фгде Рю; - дисперсия полосового случайного сигнала в в-й контрольной точке в -й полосе,й;51+ --2 2452 1Ь Нзю О-Я-Ы)Ой.-иЬ) 2КМ С в 1, 21 йй,- О-й -И) ай. - Ь)н где С - п-й отсчет АЧХ со входаЬтвибровозбудителя к контрольной точке в -м каналеанализа;Ь - шаг, с которым необходимополучить выборки функцииС(Я) энергетического спектра мощности;Й - нижняя граничная частотандиапазона частот контролируемого спектра случайнойвибрации;51; - центральная частота -йполосыдЯ - ширина -й полосы пропус 1кания,затем по полученным значениям С и измеренным С , получают спектральные2функции в каждой ш-й контрольной точке изделия. 2. Устройство для контроля спектра случайной вибрации, имитируемой на вибровозбудителе, содержащее М вибродатчиков, установленных на столе вибровозбудителя, подключенного к выходу усилителя мощности, выходы которых подключены к соответствующим входам первого коммутатора, выход которого подключен к входу параллельного анализатора спектра, о т л и ч а ю - щ е, е с я тем, что оно снабжено синтезатором частот, блоком управления и вычисления, индикатором, вторым коммутатором и переключателем, при этом первый неподвижный контакт переключателя подключен к выходу усилителя мощности, другой его неподвижный контакт подключен к выходу синтезатора частот, а его подвижный контакт подключен к входу вибровозбудителя, выходы параллельного анализатора спектра подключены через второй коммутатор к входу блока вычисления и управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к входам синтезатора частот, второго коммутатора, индикатора и первого коммутатора, ВНИИПИ Заказ 3093/44 Тираж 847 ПодписноеПроизв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Способ контроля спектра случайной вибрации и устройство для его осуществления