устройство для испытания изделий на случайную нагрузку

Формула изобретения

Устройство для испытания изделий на случайные вибрации, содержащее генератор шума, каналы формирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формирующего фильтра и регулятора уровня, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, последовательно соединенные усилитель мощности и вибровозбудитель, вибродатчик, подключенный к предусилителю, каналы анализа, каждый из которых состоит из анализирующего фильтра, а также измеритель общей дисперсии, отличающееся тем, что в него введены генератор импульсов, первый четвертый коммутаторы, дешифратор, в каждый канал анализа введены первый и второй детекторы, а также введены регулятор общего уровня, включенный между выходом сумматора и входом усилителя мощности, регулируемый аттенюатор, включенный между выходом предусилителя и входом каналов анализа, тактовый генератор, счетчик, аналого-цифровой преобразователь и вычислительно-управляющий блок, выходной регистр которого соединен с управляющими входами канальных, общего регуляторов уровня и регулируемого аттенюатора, управляющими входами первого и второго коммутаторов, а также с входом дешифратора, N + 1 выходов которого соединены с разрешающими входами канальных и общего регуляторов уровня, (N + 2)-й выход - с разрешающими входами первого и второго коммутаторов, а (N + 3)-й выход с разрешающим входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с входом измерителя общей дисперсии, выходы генератора шума и генератора импульсов подключены к соответствующим сигнальным входам первого коммутатора, к выходу которого подключены входы формирующих фильтров, выход второго коммутатора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входному регистру вычислительно-управляющего блока, входы первого и второго детекторов каждого канала анализа подключены к выходу анализирующего фильтра одноименного канала, при этом выходы первых детекторов подключены к соответствующим входам третьего коммутатора, а выходы вторых детекторов и измерителя общей дисперсии к соответствующим входам четвертого коммутатора, выходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к соответствующим входам второго коммутатора, выход тактового генератора подключен к входам аналого-цифрового преобразователя и счетчика, выход которого подключен к входному регистру вычислительно-управляющего блока и к управляющим входам третьего и четвертого коммутаторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях на случайные вибрации с заданным спектром.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство для испытания на случайные вибрации, содержащее генератор шума, каналы формирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формирующего фильтра и регулятора уровня, выход которого соединен с одним из входов сумматора, последовательно соединенные усилитель мощности и вибровозбудитель, вибродатчик, подключенный к предусилителю, каналы анализа, каждый из которых состоит из анализирующего фильтра, а также измеритель общей дисперсии.

Недостатком устройства является недостаточная точность испытаний.

Целью изобретения является повышение точности.

Цель достигается тем, что в устройство для испытаний изделий на случайные вибрации, содержащее генератор шума, каналы формирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формирующего фильтра и регулятора уровня, выход которого соединен с одним из входов сумматора, последовательно соединенные усилитель мощности и вибровозбудитель, вибродатчик, подключенный к предусилителю, каналы анализа, каждый из которых состоит из анализирующего фильтра, а также измеритель общей дисперсии, согласно изобретения, введены генератор импульсов, первый, второй, третий и четвертый коммутаторы, дешифратор, в каждый канал анализа введены первый и второй детекторы, а также введены регулятор общего уровня, включенный между выходом сумматора и входом усилителя мощности, регулируемый аттенюатор, включенный между выходом предусилителя и входом каналов анализа, тактовый генератор, счетчик, аналогово-цифровой преобразователь и вычислительно-управляющий блок, выходной регистр которого соединен с управляющими входами канальных, общего регуляторов уровня и регулируемого аттенюатора, управляющими входами первого и второго коммутаторов, а также с входом дешифратора, (N+1)-выходов которого соединены с разрешающими входами канальных и общего регуляторов уровня, (N+2)-й выход с разрешающими входами первого и второго коммутаторов, а (N+3)-й выход с разрешающим входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен со входом измерителя общей дисперсии, выходы генератора шума и генератора импульсов подключены к соответствующим сигнальным входам первого коммутатора, к выходу которого подключены входы формирующих фильтров, выход второго коммутатора подключен к входу аналогово-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входному регистру вычислительно-управляющего блока, входы первого и второго детекторов каждого канала анализа подключены к выходу анализирующего фильтра одноименного канала, при этом выходы первых детекторов подключены к соответствующим входам третьего коммутатора, а выходы вторых детекторов и измерителя общей дисперсии к соответствующим входам четвертого коммутатора, выходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к соответствующим входам второго коммутатора, выход тактового генератора подключен к входам аналогово-цифрового преобразователя и счетчика, выход которого подключен к входному регистру вычислительно-управляющего блока и к управляющим входам третьего и четвертого коммутаторов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 шума и генератор 2 импульсов, подключенные к соответствующим входам первого коммутатора 3, выход которого подключен к входам формирующих фильтров 4, выходы которых через регуляторы уровня 5 подключены к входам сумматора 6, выход которого через последовательно соединенные регулятор 7 общего уровня и усилитель 8 мощности подключен к входу вибровозбудителя 9, на столе которого крепится испытуемое изделие с установленным на нем вибродатчиком 10, подключенным через предусилитель 11 и регулируемый аттенюатор 12 к входам каналов анализа и измерителя 13 общей дисперсии. Каждый канал анализа содержит анализирующий фильтр 14, выход которого подключен к входам первого детектора 15 и второго детектора 16. Выходы всех первых детекторов 15 подключены к входам третьего коммутатора 17, а выходы всех вторых детекторов 16 и измерителя 13 общей дисперсии к входам четвертого коммутатора 18, выход которого через второй коммутатор 19 подключен к последовательно соединенным АЦП 20, вычислительно-управляющему блоку 21 и дешифратору 22, (N+1) выходов которого подключены к разрешающим входам канальных 5 и общего 7 регуляторов уровня, (N+2)-й выход к разрешающим входам первого 3 и второго 19 коммутаторов, а (N+3)-й выход к управляющему входу регулируемого аттенюатора 12. Кроме того, выходной регистр вычислительно-управляющего блока 21 подключен к управляющим входам канальных 5 и общего 6 регуляторов уровня и регулируемого аттенюатора 12, а также к управляющим входам первого и второго коммутаторов 3 и 19. Выход тактового генератора 23 подключен ко входам АЦП 20 и счетчика 24, выход которого подключен к входному регистру вычислительно-управляющего блока (ВУБ) 21 и к управляющим входам третьего 17 и четвертого 18 коммутаторов.

Устройство работает следующим образом.

В режиме "Настройка" последовательность импульсов с выхода генераторов импульсов 2 через первый коммутатор 3 поступает на входы формирующих фильтров 4, сигналы с выходов которых через канальные регуляторы уровня 5 суммируются в сумматоре 6. Сигнал с выхода сумматора 6 через общий регулятор уровня 7, коэффициент усиления которого устанавливает ВУБ 21, и усилитель мощности 8 поступает на вибровозбудитель 9, на столе которого закреплено испытуемое изделие с установленным в контрольной точке вибродатчиком 10.

Сигнал с выхода вибродатчика 10 через предусилитель 11 и регулируемый аттенюатор 12 поступает на входы анализирующих фильтров 14, с выходов которых через первые детекторы 15 (в качестве которых используются пиковые детекторы), третий коммутатор 17 и поочередно через второй коммутатор 19 поступают на входы АЦП 20, а затем в цифровом виде на входной регистр ВУБ 21, где по измеренным и заданным значениям спектральной плотности в заданных полосах частот вычисляются коэффициенты усиления формирующих каналов по формуле:



где K^t₁ коэффициент усиления i-го канала на t-ом шаге итерации,

Q_i, M_i соответственно заданное и измеренное значения спектральной плотности ускорения в i-й полосе частот.

При этом ВУБ 21 выставляет коэффициент регулируемого аттенюатора, повышающий чувствительность анализирующих каналов во столько раз, во сколько регулятор общего уровня уменьшает на уровне сумматора 6. Таким образом, в режиме "Настройка" на испытуемое изделие воздействуют меньшим уровнем, чтобы исключить поломку изделия во время переходных процессов, происходящих в этом режиме.

После завершения процесса регулировки (выполнения условия E_iE_iдоп) по команде с ВУБ 21 первый коммутатор 3 отключает генератор импульсов 2 и подключает ко входу формирующих каналов генератор шума 1. Одновременно с этим второй коммутатор 19 подключает ко входу АЦП 20 выход четвертого коммутатора 16.

На вход АЦП поступают сигналы с выходов вторых детекторов 16 и измерителя общей дисперсии 13. По команде с ВУБ 21 начинает увеличиваться коэффициент передачи общего регулятора уровня и синхронно с этим уменьшается коэффициент передачи регулируемого аттенюатора 12 до тех пор, пока не выполнится условие G_ср=G_ср.зад (блок 8). После чего ВУБ 21 включает внутренний таймер и устройство переходит в режим "Испытание". В этом режиме ВУБ 21 контролирует уровень вибраций по сигналам с выходов амплитудных детекторов 16.

Задержка ₁ время усреднения самого низкочастотного канала. В случае ухода параметров изделия в процессе испытания производится подстройка коэффициентов усиления канальных регуляторов уровня 5. Работой коммутаторов 17 и 18 управляет сигнал с выхода счетчика 24, который также синхронизирует работу ВУБ 21. Кроме того, сигнал с выхода измерителя общей дисперсии 13 используется для аварийного останова устройства: при обрыве вибродатчика - G_{общ.изм}<G, при превышении допустимого уровня вибраций для данного изделия G_{общ.изм}>G_общ.max. Значения G_общ.min, G_общ.max вводятся вместе с заданием.