Пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції
Номер патенту: 24868
Опубліковано: 06.10.1998
Формула / Реферат
Пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, виходом під'єднаний до обмотки котушки рухомої системи вібростенду, призначеної для установки випробовуваного об'єкту, перший віброперетворювач установлений на платформі вібростенду, другий віброперетворювач установлений на випробовуваному об'єкті, перший і другий узгоджувальні підсилювачі, входи яких сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого сполучені з виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого сполучений із виходом першого узгоджу вального підсилювача, а вихід - із керувальним входом регулятора амплітуди, перетворювач частота-напруга, вхід якого сполучений із виходом другого узгоджувального підсилювача, послідовно сполучені нуль-орган, вхід якого сполучений із виходом фазового детектора, а також перший комутатор, дешифратор, перший вихід якого сполучений з першими керувальними входами блоку керування розгорткою частоти і першого комутатора, а другий вихід - із їх другими керувальними входами, перший і другий елементи затримки, перший і другий тригери, прямі виходи яких сполучені з відповідними входами дешифратора, а їх R-входи через другий елемент затримки з другим виходом першого комутатора, S-вхід другого тригера через перший елемент затримки сполучений із першим виходом першого комутатора, S-вхід першого тригера під'єднаний до входу "Пуск" пристрою, перший і другий ключі, інформаційні входи яких об'єднані і під'єднані до виходу перетворювача частота-напруга, а їх керувала і входи - до першого і другого виходів першого комутатора відповідно, перший і другий підсилювачі з регульованими коефіцієнтами підсилення, входами під'єднаних до виходів відповідних ключів, блок пам'яті, реєстратор і суматор, підсумовувальний вхід якого сполучений із виходом другого узгоджувального підсилювача, а перший віднімальний вхід суматора сполучений з виходом блока пам'яті, інформаційний вхід якого сполучений із виходом першого підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, а входи "Запис" і "Читання" - із першим і другим виходами відповідно першого комутатора, який відрізняється тим, що він додатково містить генератор тактових імпульсів, реверсивний лічильник імпульсів, цифроаналоговий перетворювач, тритій, четвертий і п'ятий ключі, програмований подільник частоти проходження імпульсів, другий комутатор, третій елемент затримки, причому вихід генератора тактових імпульсів через послідовно сполучені третій ключ і програмований подільник частоти проходження імпульсів, під'єднаний до інформаційного входу другого комутатора, перший і другий виходи якого під'єднані до підсумовувального і віднімального лічильних входів реверсивного лічильника імпульсів відповідно, прямі виходи розрядів якого під'єднані до входів цифроаналогового перетворювача, вихід якого через четвертий ключ під'єднаний до третього віднімального входу суматора, вихід якого через п'ятий ключ сполучений із інформаційним входом реєстратора, при цьому керувальний вхід генератора тактових імпульсів під'єднаний до входу "Пуск", керувальні входи третього і четвертого ключів сполучені з прямим і інверсним виходами відносно першого тригера безпосередньо, а керувальний вхід п'ятого ключа сполучений із інверсним виходом першого тригера через третій елемент затримки, а керувальний вхід другого комутатора сполучений із прямим виходом другого тригера.
Текст
Винахід відноситься до техніки дослідження динамічних характеристик елементів конструкції при проведенні вібровипробувань і може бути використаний для визначення частоти коливань на резонансах при розв'язуванні задач вібродіагностики, вібровипробувань і віброзахисту. Відомим є пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, генератор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд з установленим на ньому випробовуваним об'єктом і установленим на вібростенді і на об'єкті віброперетворювачами, два узгоджу вальних підсилювачі і фазовий детектор, входами під'єднаний до виходів відповідних узгоджувальних підсилювачів, входи останніх сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, перетворювач, входом під'єднаний до виходу першого узгоджувального підсилювача, виходом - до другого входу регулятора амплітуди, перетворювач частотанапруга, блок пам'яті, суматор, реєстратор, причому вихід блоку пам'яті під'єднаний до входу обчислювального блоку, вихід якого під'єднаний до входу реєстратора (Авт. св. СРСР №1254310, кл. G01H1/00, 1986). Недолік відомого пристрою - недостатня точність, що призводить до обмеженої області використання, обумовленої значною погрішністю при визначенні резонансної частоти внаслідок наближеності використовуваного алгоритму і побудованих на його основі функціональної і структурної схем пристрою, що не враховують інерційність перетворення енергії коливальними системами. Найбільш близьким до заявляемого по технічній суті і результатах, які отримуються, є пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд з установленими на вібростенді та об'єкті віброперетворювачами, два узгоджувальних підсилювачі і фазовий детектор, входами під'єднаний до виходів відповідних узгоджувальних підсилювачів, входи останніх сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, блок зворотного зв'язку, входом під'єднаний до виходу першого узгоджу вального підсилювача, а виходом - до другого входу регулятора амплітуди, перетворювач частота-напруга, блок пам'яті, суматор, реєстратор, причому вихід блока пам'яті під'єднаний до входу суматора, вихід якого під'єднаний до входу реєстратора, нуль-орган, два ключі, два підсилювачі з регульованими коефіцієнтами підсилення, комутатор, два тригери, два елементи затримки, причому вихід перетворювача частота-напруга через послідовно сполучені другий ключ і другий підсилювач із регульованим коефіцієнтом підсилення під'єднаний до підсумовувального входу суматора, а через послідовно сполучені перший ключ і перший підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення - до входу блока пам'яті, вихід якого під'єднаний до віднімального входу суматора, вихід фазового детектора через нуль орган під'єднаний до входу комутатора, перший вихід якого під'єднаний до керувального входу першого ключа та входу "Запис" блоку пам'яті безпосередньо, а через перший елемент затримки - до S-входу першого тригера, другий вихід комутатора під'єднаний до керувального входу другого ключа та входу "Читання" блоку пам'яті безпосередньо, а через другий елемент затримки - до R-входу першого тригера, об'єднаного з Rвходом другого тригера, S-вхід якого під'єднаний до входу "Пуск" пристрою, прямі виходи першого і другого тригерів під'єднані до входів дешифратора, перший вихід якого під'єднаний до першого керувального входу блоку керування розгорткою частоти, другий вихід дешифратора під'єднаний до других входів комутатора і блоку керування розгорткою частоти (Авт. св. СРСР №1633294. кл. G01H13/00, 1991). Основним недоліком цього пристрою є недостатня точність, що призводить до обмеженої області використання, обумовленої значною похибкою при визначенні резонансної частоти внаслідок наближеності використовуваного алгоритму та побудованих на його основі функціональної і структурної схем пристрою. Наближеність використовуваного алгоритму для побудови структурної схеми відомого пристрою полягає в тому, що цей алгоритм не враховує інерційності процесу зростання коливань в області резонансного піку в коливальній системі при скануванні частоти збуджувальної дії з різними швидкостями, іншими словами, немає пропорційності зміщення частоти максимуму динамічного резонансного піку відносно статичного в залежності від швидкості сканування частоти. Тому-то структурна схема відомого пристрою не містить блоків комутації, формування, пам'яті і перетворення сигналів, які б враховували інерційність перетворення енергії коливальними системами. В основу винаходу поставлено задачу створити такий пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції, в якому за рахунок введення додаткових блоків комутації, перетворення і пам'яті корегується значення резонансної частоти елементів конструкції, спочатку сформоване без урахування інерційності процесу наростання коливань в резонансній системі при реалізації режимів сканування частоти і нелінійності зміщення максимуму динамічного резонансного піку відносно статичного від швидкості зміни частоти збуджувальної дії, що забезпечує підвищення точності визначення резонансної частоти елементів випробовуваної конструкції і приводить до розширення класу розв'язуваних задач і області використання пристрою при невеликих додаткових затратах трудових і матеріальних ресурсів і введенні стандартних блоків автоматики і обчислювальної техніки. Поставлену задачу реалізують тим, що відомий пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, виходом під'єднаний до обмотки котушки рухомої системи вібростенду, призначеної для установки випробовуваного об'єкту, перший віброперетворювач, установлений на платформі вібростенду, другий віброперетворювач, установлений на випробовуваному об'єкті, перший і другий узгоджувальні підсилювачі, входи яких сполучені із виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого сполучені із виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого сполучений із виходом першого узгоджувального підсилювача, а вихід із керувальним входом регулятора амплітуди, перетворювач частота-напруга, вхід якого сполучений із виходом другого узгоджувального підсилювача, послідовно сполучені нуль-орган, вхід якого сполучений із виходом фазового детектора, а також перший комутатор, дешифратор, перший вихід якого сполучений з першими керувальними входами блоку керування розгорткою частоти і першого комутатора, а другий вихід - із їх другими керувальними входами, перший і другий елементи затримки, перший і другий тригери, прямі виходи яких сполучені із відповідними входами дешифратора, а їх R-входи через другий елемент затримки із другим виходом першого комутатора. S-вхід другого тригера через перший елемент затримки сполучений з першим виходом першого комутатора, S-вхід першого тригера під'єднаний до входу "Пуск" пристрою, перший і другий ключі, інформаційні входи яких об'єднані і під'єднані до виходу перетворювача частота-напруга, а їх керувальні входи - до першого і другого виходів першого комутатора відповідно, перший і другий підсилювачі із регульованими коефіцієнтами підсилення, входами під'єднаних до виходів відповідних ключів, блок пам'яті, реєстратор і суматор, підсумовувальний вхід якого сполучений із виходом другого узгоджувального підсилювача, а перший віднімальний вхід суматора сполучений з виходом блока пам'яті, інформаційний вхід якого сполучений із виходом першого підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, а входи "Запис" і "Читання" - із першим і другим виходами відповідно першого комутатора, згідно з винаходом до пристрою введені генератор тактових імпульсів, реверсивний лічильник імпульсів, цифроаналоговий перетворювач, третій, четвертий і п'ятий ключі, програмований подільник частоти проходження імпульсів, другий комутатор, третій елемент затримки, причому вихід генератора тактових імпульсів через послідовно сполучені третій ключ і програмований дільник частоти проходження імпульсів, під'єднаний до інформаційного входу другого комутатора, перший і другий виходи якого під'єднані до підсумовувального і віднімального лічильних входів реверсивного лічильника імпульсів відповідно, прямі виходи розрядів якого під'єднані до входів цифроаналогового перетворювача, вихід якого через четвертий ключ під'єднаний до третього віднімального входу суматора, вихід якого через п'ятий ключ сполучений із інформаційним входом реєстратора, при цьому керувальний вхід генератора тактових імпульсів під'єднаний до входу "Пуск", керувальні входи третього і четвертого ключів сполучені із прямим і інверсним виходами відносно першого тригера безпосередньо, а керувальний вхід п'ятого ключа сполучений із інверсним виходом першого тригера через третій елемент затримки, а керувальний вхід другого комутатора сполучений із прямим виходом другого тригера. Сукупність всіх суттєвих ознак запропонованого пристрою, включаючи відмінні, дозволяє підвищити точність визначення резонансної частоти елементів випробовуваної конструкції за рахунок урахування нелінійносгі, обумовленої інерційністю резонансної системи в динамічному режимі розгортки частоти. Подамо режим сканування частоти по діапазону при наявності резонансного піку моделлю такого виду: де w = 2pf - поточна колова частота, w 0 - резонансна частота (w 0 = 2pf 0), v - швидкість сканування частоти, sign v - операція формування знаку швидкості (+, -), t - поточний час. При двох різних швидкостях V1, v2 із (1) виходить: де t1 - проміжок часу, який дорівнює довготривалості сканування частоти із швидкістю v1 від значення w 0 до значення w 1; t2 проміжок часу, який дорівнює довготривалості сканування частоти із швидкістю v2 від значення w 0 до значення w 2. Внаслідок нелінійності залежності зміщення максимуму динамічного резонансного піку відносно статичного від швидкості сканування (врахуванні інерційності процесу наростання коливань) при v2 = kv1 t2 ¹ t1/k, а відношення між t1 і t2 можна навести в такому вигляді Після перетворення (2) при урахуванні (3) і при умові одержимо Раніше, в прототипі, без урахування нелінійної залежності зміщення максимуму динамічного резонансного піку відносно статичного одержано співвідношення для w 0* (де введено позначення w 0* для врахування відмінності w 0 від w 0*), яке визначає алгоритм функціонування пристрою-прототипу. Із (4) і (5) виходить, що w 0 = w 0* тільки при умові Dt = 0. Таким чином, це дозволяє реалізувати наступний технічний алгоритм визначення резонансної частоти елементів випробовуваної конструкції, а саме: 1) вибрати швидкості v1 , v2 сканування частоти збуджувального вібростенду дії, виходячи з технічних характеристик вібростенду; 2) запам'ятати значення частоти w 2 максимуму динамічного резонансного піку, відповідного швидкості v2 сканування частоти збуджувальної дії при sign v2 = 1; 3) запам'ятати значення частоти w 1 максимуму динамічного резонансного піку, відповідно швидкості v1 сканувань частоти збуджувальної дії при sign v1 = 1; 4) запам'ятати значення інтервалів часу t2, t1, відповідних проходженню частотних діапазонів w 2 - w н, w 1 - w н відповідно, (w н - частота нижньої границі випробовуваного частотного діапазону) і різниця цих інтервалів 5) зробити перетворення зафіксованих величин w 1б w 2, v1, v2, Dt по співвідношенню Величина w 0 дорівнює резонансній частоті статичного резонансного піку елементу випробовуваної конструкції. Вся сукупність суттєвих ознак пристрою забезпечує визначення резонансних частот статичних резонансних піків при використовуванні інформації про резонансні частоти w 1, w 2 по крайній мірі двох динамічних резонансних піків, відповідних двом постійним і різним швидкостям v1, v2 (v2 > v1) розгортки частоти збуджувальної дії, і різниці Dt інтервалів часу, один з яких дорівнює проміжку t1 часу проходження частотного діапазону (w 1 - w н), починаючи від нижньої границі w н частотного діапазону до реєстрації частоти w 1 максимуму динамічного резонансного піку при швидкості v1 змінення частоти, а другий - проміжку t2 часу проходження частотного діапазону w 2 - w н, починаючи від нижньої границі w н частотного діапазону до реєстрації частоти w 2 максимуму динамічного резонансного піку при швидкості v2 змінення частоти. Алгоритм для наближеного визначення резонансної частоти статичного резонансного піку реалізується за допомогою блоків порівняння, комутації, перетворення, формування, пам'яті, що визначають частоти максимумів обгинаючих напіврозмахів коливань при різних швидкостях v зміни частоти збуджувальної дії і величин w 1, w 2, v1, v2 , що виконують функціональне перетворення по приведеному співвідношенні: Алгоритм для уточненого визначення резонансної частоти статичного резонансного піку реалізується за рахунок додаткового введення блоків комутації, формування, перетворення і пам'яті, які визначають часовий інтервал між резонансними частотами двох динамічних резонансних піків, відповідних різним швидкостям v1, v2 змінення частоти по діапазону функціонального перетворення величин v1, v2, Dt і врахування результату такого перетворення при формуванні аналітичного співвідношення до визначення w 0. На кресленні (фіг.) приведена структурна схема пристрою для визначення резонансної частоти елементів конструкції. Пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції містить блок 1 керування розгорткою частоти, задавальний генератор 2, регулятор 3 амплітуди, підсилювач 4 потужності, вібростенд 5 з установленим на ньому випробовуваним об'єктом 6, перший і другий віброперетворювачі 7 і 8, перший і другий узгоджувальні підсилювачі 9 і 10, фазовий детектор 11, блок 12 зворотного зв'язку, нульорган 13, перетворювач 14 частота-напруга, перший і другий ключі 15 і 16, перший і другий підсилювачі 17 і 18 із регульованими коефіцієнтами підсилення, блок 19 пам'яті, суматор 20, перший комутатор 21, перший і другий тригери 22 і 23 відповідно, дешифратор 24, перший і другий елементи 25 і 26 затримки відповідно, реєстратор 27. Пристрій також містить генератор 28 тактових імпульсів, реверсивний лічильник 29 імпульсів, цифроаналоговий перетворювач 30, третій, четвертий і п'ятий ключі 31, 32, 33 відповідно, програмований подільник 34 частоти проходження імпульсів, другий комутатор 35, третій елемент 36 затримки, вхід 37 "Пуск" пристрою. Елементи пристрою сполучені таким способом. Вихід блоку 1 керування розгорткою частоти під'єднаний до керувального входу генератора 2 періодичних гармонійних сигналів, вихід якого через послідовно сполучені регулятор 3 амплітуди і підсилювач 4 потужності під'єднаний до обмотки котушки рухомої системи (не показано) вібростенду 5 з установленим на платформі вібростенду випробовуваним об'єктом 6. На платформі вібростенду 5 і випробовуваному об'єкті 6 установлені віброперетворювачі 7 і 8 відповідно, під'єднані виходами до входів першого і другого узгоджувальних підсилювачів 9 і 10 відповідно, виходи яких сполучені з входами фазового детектора 11. Вихід першого узгоджувального підсилювача 9 через блок 12 зворотного зв'язку сполучений з керувальним входом регулятора 3 амплітуди. Вихід другого узгоджувального підсилювача 10 сполучений через перетворювач 14 частота-напруга з об'єднаними інформаційними входами першого і другого ключів 15 і 16; вихід першого з яких через перший підсилювач 17 з регульованим коефіцієнтом підсилення під'єднаний до інформаційного входу блока 19 пам'яті, виходом під'єднаного до віднімального входу суматора 20, підсумовувальний вхід якого під'єднаний до виходу другого ключа 16 через другий підсилювач 18 з регульованим коефіцієнтом підсилення. Вихід фазового детектора 11 через нуль-орган 13 сполучений з входом першого комутатора 21, перший вихід якого під'єднаний до керувального входу першого ключа 15 і входу "Запис" блока 19 пам'яті безпосередньо, а через перший елемент 25 затримки - до S-входу другого тригера 23, другий вихід першого комутатора 21 під'єднаний до керувального входу другого ключа 16 і входу "Читання" блока 19 пам'яті безпосередньо, а через другий елемент 26 затримки - до R-входу другого тригера 23, об'єднаному з R-входом першого тригера 22, S-вхід якого під'єднаний до входу 37 "Пуск" пристрою. Прямі виходи першого і другого тригерів 22, 23 під'єднані до входів першого дешифратора 24, перший вихід якого під'єднаний до перших керувальних входів першого комутатора 21 і блока 1 керування розгорткою частоти, а другий вихід - до других керувальних входів першого комутатора 21 і блока 1 керування розгорткою частоти. Вихід генератора 28 тактових імпульсів через послідовно сполучені третій ключ 31 і програмований подільник 34 частоти проходження імпульсів під'єднаний до інформаційного входу другого комутатора 35, перший і другий виходи якого під'єднані відповідно до підсумовувального і віднімального лічильних входів реверсивного лічильника 29, прямі виходи розрядів якого під'єднані до входів цифроаналогового перетворювача 30, виходом під'єднаного через четвертий ключ 32 до віднімального входу суматора 20, вихід якого через п'ятий ключ 33 під'єднаний до інформаційного входу реєстратора 27. Керувальний вхід третього ключа 31 під'єднаний до прямого виходу першого тригера 22. Інверсний вихід першого тригера 22 під'єднаний до керувального входу четвертого ключа 32 безпосередньо, а до керувального входу п'ятого ключа 33 через третій елемент 36 затримки. Керувальний вхід другого комутатора 35 під'єднаний до прямого виходу другого тригера 23 безпосередньо. Керувальний вхід генератора 28 тактових імпульсів під'єднаний до входу 37 "Пуск". Пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції працює таким чином. У вихідному стані перший і другий тригери 22, 23 установлені в нуль, реверсивний лічильник 29 імпульсів також установлений в нуль, на виході генератора 28 тактових імпульсів сигналів немає. Перший, другий, третій, четвертий і п'ятий ключі 15, 16, 31, 32, і 33 відповідно знаходяться в розімкненому стані. Перший комутатор 21 установлений в нейтральне положення, при цьому його вхід відключений від обох виходів. Другий комутатор 35 знаходиться в довільному положенні. Блок 1 керування розгорткою частоти установлений в вихідному стані, при якому частота задавального генератора 2 зафіксована і установлена рівною нижній частоті досліджуваного діапазону частот. При надходженні сигналу на вхід 37 "Пуск" перший тригер 22 установлюється в одиницю, на першому виході дешифратора 24 з'являється сигнал, що надходить далі на перші керувальні входи першого комутатора 21 і блока 1 керування розгорткою частоти. При установленні на входах дешифратора 24 кодової комбінації "00" на його виходах сигналів немає (нульові рівні), при установленні кодової комбінації "01" формується сигнал на першому виході дешифратора 24, при цьому сигнал з входу першого комутатора 21 поступає на його перший вихід. Сигнал з першого виходу дешифратора 24 поступає також на перший вхід блока 1 керування розгорткою частоти, в результаті чого виникає підвищення частоти задавального генератора 2 з постійною швидкістю, що дорівнює v2. При установленні на входах дешифратора 24 кодової комбінації "11" формується сигнал на його другому виході, а сигнал із входу першого комутатора 21 поступає на його другий вихід. Сигнал із другого виходу дешифратора 24 поступає на другий вхід першого комутатора 21 і на другий вхід блока 1 керування розгорткою частоти, в результаті чого виникає підвищення частоти задавального генератора 2 з постійною швидкістю, що дорівнює V1 (v1 < v2 ). Сигнал "Пуск" надходить також на керувальний вхід генератора 28 тактових імпульсів, завдяки чому на його виході формується імпульсна послідовність, що надходить через замкнений третій ключ 31 і програмований подільник 34 частоти прохождения імпульсів на інформаційний вхід другого комутатора 35. При установленні другого тригера 23 в нуль на керувальному вході другого комутатора 35 присутній нуль, тому-то імпульсна послідовність з виходу генератора 28 тактових імпульсів через замкнений третій ключ 31, програмований подільник 34 частоти проходження імпульсів і другий комутатор 35 надходить на підсумовувальний вхід реверсивного лічильника 29 імпульсів, збільшуючи його вміст. При встановленні другого тригера 23 в одиницю на керувальному вході другого комутатора 35 присутня одиниця, тому імпульсна послідовність з виходу генератора 28 тактових імпульсів через замкнений третій ключ 31, програмований подільник 34 частоти проходження імпульсів і другий комутатор 35 поступає на віднімальний вхід реверсивного лічильника 29 імпульсів, зменшуючи його вміст. На виході задавального генератора 2 при надходженні на його вхід сигналу з виходу 1 керування розгорткою частоти формується квазігармонійний сигнал (синусоїдальна напруга із змінною, з постійною швидкістю v2, а потім v1, частотою), який через регулятор 3 амплітуди і підсилювач 4 потужності надходить в обмотку рухомої котушки (обмотку збудження - на кресленні не показано і не позначено) вібростенду 5 застановленим на його платформі випробуваним об'єктом 6. Сигнал з виходу першого віброперетворювача 7 через перший узгоджувальний підсилювач 9 і блок 12 зворотного зв'язку надходить на керувальний вхід регулятора 3 амплітуди, завдяки чому стабілізується рівень збудження вібростенду 5. Сигнали виходів першого і другого віброперетворювачів 7 і 8 відповідно, надходять на входи фазового детектора 11. При рівності частоти сигналу збудження, що змінюється із швидкістю v2, з резонансною частотою випробуваного об'єкту 6 різниця фаз сигналів на входах фазового детектора 11 дорівнює а сигнал на його виході дорівнює нулю. При цьому на виході нуль-органа 13 формується імпульсний сигнал, який через перший комутатор 21 надходить до його першого виходу, а значить на керувальний вхід першого ключа 15 і вхід "Запис" блока 19 пам'яті. В блок 19 пам'яті через перший підсилювач 17 підводиться напруга, пропорційна (з коефіцієнтом пропорційності значенню резонансної частоти w 2 динамічного резонансного піка. Сигнал з першого виходу першого комутатора 21 надходить також через, перший елемент 25 затримки на S-вхід другого тригера 23, встановлюючи його в одиницю. При цьому на входах дешифратора 24 встановлюється кодова комбінація "11", що приводить до стрибкоподібного зменшення частоти задавального генератора 2 до її початкового значення і повторному її збільшенню з постійною швидкістю v1 (V1 < v2). При рівності частоти збудження, що змінюється із швидкістю v1 із резонансною частотою випробовуваного об'єкту 6 різниця фаз сигналів на входах фазового детектора 11 знову дорівнює а сигнал на його виході дорівнює нулю. На виході нуль-органа 13 знову формується імпульсний сигнал, який поступає на другий вихід першого комутатора 21 і далі на керувальний вхід другою ключа 16 і на вхід "Читання" блока 19 пам'яті безпосередньо, а на об'єднані R-входи першого і другого тригерів 22, 23 - через другий елемент 26 затримки, встановлюючи тригери 22 і 23 в нуль. Напруга з виходу перетворювача 14 частотанапруга, пропорційна значенню резонансної частоти w 1 динамічного резонансного піка, через замкнений другий ключ 16 і другий підсилювач 18 з регульованим коефіцієнтом підсилення (рівному величині надходить на підсумовувальний вхід суматора 20, на віднімальний вхід якого надходить сигнал з виходу блока 19 пам'яті. Вміст блока 19 пам'яті дорівнює різниці сигналів, що надходять на його підсумовувальний і віднімальний входи На підсумовувальний вхід реверсивного лічильника 29 імпульсів надходить імпульсна послідовність протягом проміжку часу, визначаємого від моменту надходження на S-вхід першого тригера 22 сигналу "Пуск" до моменту фіксації частоти w 2. Із моменту установлення другого тригера 23 в одиницю і повторної зміни частоти збудження з постійною швидкістю v1 імпульсна послідовність з виходу генератора 28 тактових імпульсів надходить на віднімальний вхід реверсивного лічильника 29 імпульсів. Як виходить із приведеного алгоритму, визначаємо співідношенням (4), коефіцієнт передачі програмованого подільника 34 частоти проходження імпульсів визначається співвідношенням v1 v2/(v2 - v1 ). Після фіксації частоти w 1 і установленні першого і другого тригерів 22 і 23 в нуль припиняється надходження лічильних імпульсів на інформаційний вхід реверсивного лічильника 29 імпульсів, вміст якого визначається величиною При установленні першого тригера 22 в нуль замикається четвертий ключ 32 і вміст реверсивного лічильника 29 імпульсів після перетворення в аналогову форму за допомогою цифроаналогового перетворювача 30 надходить на третій віднімальний вхід суматора 20, на виході якого формується сигнал, що визначають співвідношенням (4), де враховані (6) і (7). Після замикання четвертого ключа 32 через невеликий проміжок часу, що визначається третім елементом 36 затримки (поставленим для врахування і виключення різного типу перехідних процесів у пристрої) замикається п'ятий ключ 33, завдяки чому вихідний сигнал суматора, 20 надходить через замкнений п'ятий ключ 33 на вхід реєстратора 27, тим самим фіксується уточнене значення резонансної частоти w 0, статичного резонансного піку. Запропонований пристрій для визначення резонансної частоти елементіі конструкції дозволяє підвищити точність визначення резонансної частоти при реалізації режимів сканування частоти збуджувальної дії за рахунок корекції непропорційності зміщення частоти максимуму динамічного резонансного піку відносно частоти максимуму статичного в залежності від швидкості сканування частоти, що приводить до розширення класу розв'язуваних задач і, як наслідок, до розширення області використання пристрою.
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюPuz'ko Ihor Danylovych, Khvorost Volodymyr Andriiovych
Автори російськоюПузько Игорь Данилович, Хворост Владимир Андреевич
МПК / Мітки
МПК: G01M 1/22, G01H 13/00
Мітки: пристрій, резонансної, конструкції, визначення, елементів, частоти
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-24868-pristrijj-dlya-viznachennya-rezonansno-chastoti-elementiv-konstrukci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для визначення резонансної частоти елементів конструкції</a>
Попередній патент: Магнітооптичний синтезатор мови
Наступний патент: Спосіб кислотної обробки пласта
Випадковий патент: Спосіб отримання термоелектричного матеріалу на основі телуриду свинцю