SU1083166A1 - Device for control of vibration frequency of vibration-testing machine - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ КОЛЕБАНИЙ ВИБРОСТЕНДА, содержащее последовательно соединные блок переключени  пол рности, интегратор , преобразователь пилообразного напр жени  в синусоидальное и компрессионный усилитель и последов .ательмо соединенные согласующий усилитель и измеритель уровн  вибраций , выход которого соединен с управл ющим входом компрессионного усилител , и генератор, тличаюm е е с   тем, что, с целью повышени  стабильности и точности частоты , оно снабжено соединенными последовательно с генератором импульсов управл е1 «л делителем частоты и преобразователем частоты в напр жение, выход которого подключен к входу блока переключени  пол рности, управл ю-( щий вход которого соединен с вторым (Л выходом управл емого делител  частоты .A DEVICE FOR CONTROLLING THE FREQUENCY OF VIBROSTEND VIBRATIONS, containing a series-connected polarity switching unit, an integrator, a transducer of a sawtooth voltage into a sinusoidal and compression amplifier, and a serially connected matching amplifier and a vibration level meter, the output of which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a compression amplifier and a vibration level meter, the output of which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a compression amplifier and a vibration level meter, the output of which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a vibration amplifier, whose output is connected to a control input of a compression amplifier, and a vibration level meter, the output of which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a compression amplifier, which is connected to a control input of a vibration amplifier that is connected to a control input of a compression amplifier and a vibration level meter. It is different from the fact that, in order to increase the stability and accuracy of the frequency, it is supplied connected in series with a pulse generator s control e1 "L frequency divider and frequency converter in the voltage output of which is connected to the input of the polarity switching, Yu-controlled (conductive input coupled to the second (A controllable output frequency divider.

Description

эоeo

Bvje.Bvje.

::

35 сг.35 cr.

Изобретение относитс  к вибрационной технике и пре аназнзчено дл  автоматизированных виброисЬытательгых систем, осуществл к цих испытани  на воздействие гармонической вибрацией .The invention relates to a vibration technique and is designed for automated vibration testing systems, carried out tests on the effects of harmonic vibration.

Известно устройство дл  регулировани  частоты колебаний вибростенда , содержащее генератор импульсов, переключатель, реверсивный счетчик , генератор синусоидального напр  жени , три компаратора, интегратор, блок регулировани  усилени , усилитель мощности, цифровой частотомер, а также блок измерени  и регулировани  параметров вибргщии l . A device for controlling the vibration frequency of a vibrostand is known, comprising a pulse generator, a switch, a reversible counter, a sinusoidal voltage generator, three comparators, an integrator, a gain control unit, a power amplifier, a digital frequency meter, and a unit for measuring and adjusting the parameters of the vibration l.

Недостатки указанного устройства узкий диапазон регулировки частоты выходного сигнала и значительна  динамическа  погрешность установки частоты, обусловленна  инерционноетью обратной св зи -по частоте. The disadvantages of this device are a narrow range of adjustment of the output signal frequency and a significant dynamic error in setting the frequency due to feedback inertia — in frequency.

Известен генератор дл  испытательных стендов, включающий элементы пам ти, адресную цепь, ЦАП, фильт низкой частоты и усилитель мощноети и .A known generator for test benches includes memory elements, an address circuit, a DAC, a low-pass filter, and a power amplifier and.

Недостаток генератора - большое значение коэффициента нелинейных искажений, обусловленное неидеальностью возпроизведени  синусоидального напр жени  в широком диапазоне частот с помощью ЦАП.The lack of a generator is a large value of the nonlinear distortion coefficient due to the imperfect reproduction of sinusoidal voltage in a wide frequency range using a DAC.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  частотой колебаний вибростенда , содержащее последовательно соединенные блок переключени  пол рности , интегратор, преобразователь пилообразного напр жени  в синусоидально и компрессионный усилитель и последовательно соединенные согласующий уси литель и измеритель уровн  вибрации, выход которого соедийен с управл ющим входом компрессионного усилител  з .Closest to the present invention is a device for controlling the vibration frequency of a vibrostand, comprising a series-connected polarity switching unit, an integrator, a sawtooth-to-sinusoidal voltage converter and a compression amplifier and a series-connected matching amplifier and a vibration level meter, the output of which is connected to a control input. compression amplifier h.

Недостатками известного устройств  вл ютс  значительна  нестабильность частоты выходного сигнала, составл юща  не менее 2%, и низка  точность установки частоты, лежаща  в преде-г лах 1%, что затрудн ет определение собственных частот изделий с высокодобротным механическим резонансом. Кроме того, устройство не позвол ет осуществл ть регулировку частоты в современных, управл емых ЭВМ виброиспытательных системах.The disadvantages of the known devices are the significant frequency instability of the output signal, which is at least 2%, and the low frequency setting accuracy in the range of 1%, which makes it difficult to determine the natural frequencies of products with high-quality mechanical resonance. In addition, the device does not allow frequency adjustment in modern, computer controlled vibration test systems.

Цель изобретени .- повьшение стабильности и точности частоты.The purpose of the invention. - Improving the stability and accuracy of frequency.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  частотой колебаний вибростенда, содержаще последовательно соединенные блок переключени  пол5 риости интегратор, преобразователь пилообразного напр жени  в синусоидальное и компрессионный усилитель и последовательно соThe goal is achieved by the fact that a device for controlling the frequency of vibrations of a vibrostand, containing in series a polarity switching unit, an integrator, a sawtooth-to-sinusoidal voltage converter, and a compression amplifier, and in series with

единенные согласующий усилитель и измеритель уровн  вибрации, выход которого соединен с управл ющим входом компрессионного усилител , и генератор , снабжено соединенными последовательно с генератором импульсов управл емым делителем частоты и преобразователем частоты в напр жение, выход которого подключен к входу блока пере ключени  пол рности, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом управл емого делител  частоты.A single matching amplifier and a vibration level meter, the output of which is connected to the control input of a compression amplifier, and a generator, are connected in series with a pulse generator with a controlled frequency divider and a frequency converter to voltage, the output of which is connected to the input of the polarity switching unit, Its input is connected to the second output of a controlled frequency divider.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устрюйство дл  управлени  частотой колебаний вибростенда содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, управл екый кодом делитель 2 частоты, преобразователь 3 частоты в напр жение, блок 4 переключени  по л рности, управл ющий вход которого соединен с втор аии выходом делител  2, интегратор 5, преобразователь 6 пилообразного напр жени  в синусоидальное компрессионный усилитель 7 и подвглюченные к его управл к цему входу последовательно соединенные согласующий усилитель 8 и измеритель 9 уровн  вибрации.The device for controlling the oscillation frequency of the vibrostand contains a series-connected pulse generator 1, a code-controlled frequency divider 2, a frequency to voltage converter 3, a polarity switching unit 4, the control input of which is connected to the second output of the divider 2, an integrator 5, a converter 6 sawtooth voltage into a sinusoidal compression amplifier 7 and connected in series to the control circuit to the input are series-connected matching amplifier 8 and a vibration level meter 9.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Импульсы генератора 1 поступают на вход управл емого) делител  2 частоты , частота импульсов на обоих выходах которого определ етс  кодом, подаваемым на управл ющие входы делител , и может измен тьс  в ашроких пределах с малой дискретностью. На первом выходе делител  2 образуетс  I перва  импульсна  последовательность с частотой большей и кратной частоте ,выходного сигнала устройства, котора  поступает на вход преобразовател  3 частоты в напр жение. На выходе преобразовател  имеет место посто нное напр жение пропорциональное частоте, которое через блок 4 переключени  пол рности подаетс  на интегратор 5. На втором выходе делител  2 образуетс  втора  импульсна  последовательность с частотой, равной удвоенной частоте сигнала на первом выходе делитеЛ , котора  используетс  дл  управлени  блоком 4 переключени  пол рности , осуществл ющим инвертирование напр жени  преобразовател  3. К интегратору 5 поочередно подключаютс  пр мой и инверсный сигналы, а моменты их подключени  задаютс  импульсами , второй импульсной последовательности дедгител  2. В результате-на выходе интегратора 5 образуетс  двупол рное пилообразное напр жение с посто нной амплитудой и частотой, oпpeдeл e aлvш значением кода на управл ющем входе делител  2. Преобразователь б формирует из пилообразного напр жени  синусоидальный сигнал, который используетс ; пройд  усилитель 7, дл  возбуждени  механических колебаний вибростенда. Сигнал обратной св зи, поступающий с установленного на вибростенде вибропреобразовател  (не показаны),усиливаетс  согласующим усилителем 8 и преобразуетс  мерителем 9 уровн  вибрации в посто нное напр жение, которое поступает на управл ющий вход компрессионного усилител  7, автоматиче.ски поддержи ва  заданной уровень вибрации.The pulses of the generator 1 are fed to the input of the controlled) divider 2 frequency, the frequency of the pulses at both outputs of which is determined by the code applied to the control inputs of the divider, and can vary in the ash limits with low discreteness. The first output of the divider 2 forms the first first pulse sequence with a frequency higher and a multiple of the output signal of the device, which is fed to the input of the frequency converter 3 to voltage. At the output of the converter, a constant voltage proportional to the frequency takes place, which through the polarity switching unit 4 is supplied to the integrator 5. At the second output of the divider 2, a second pulse sequence is formed with a frequency equal to twice the frequency of the signal at the first output of the divider, which is used to control the unit 4 polarity switchings, inverting the voltage of the converter 3. The direct and inverse signals are alternately connected to the integrator 5, and the moments of their connection are specified pulses, the second pulse sequence of the deductor 2. As a result, at the output of the integrator 5, a bipolar sawtooth voltage is formed with a constant amplitude and frequency, the differential voltage is the code value at the control input of the divider 2. The inverter b forms a sinusoidal signal from the sawtooth voltage, which is used; pass amplifier 7, to excite mechanical vibrations of the shaker. The feedback signal from the vibration transducer installed on the vibrostand (not shown) is amplified by the matching amplifier 8 and converted by the measurer 9 of the vibration level into a constant voltage that goes to the control input of the compression amplifier 7, automatically maintaining the specified vibration level .

Стабильность частоты выходного сигнала устройства определ етс  стабильностью частоты кварцевого генератрра 1 импульсов, пор док которойThe frequency stability of the output signal of a device is determined by the frequency stability of a quartz oscillator of 1 pulses, whose order

10 -10. Точность установки частоты зависит от ширины частотного диапазона и частоты генератора 1. При частоте генератора 1-20 мГц относительна  дискретность пер.естройки частоты выходного сигнала устройства в диапазоне 1-5 кГц равна 0,1%. Автоматическа  развертка и установка частоты осуществл етс  программой ЭВМ, измен ющей код на управл ющих входах10 -10. The accuracy of the frequency setting depends on the width of the frequency range and the frequency of the oscillator 1. With a frequency of 1-20 MHz, the relative frequency resolution of the device output frequency in the 1-5 kHz range is 0.1%. Automatic scanning and setting the frequency is carried out by a computer program changing the code on the control inputs

делител  2.divider 2.

Использование устройства обеспечит высокую стабильность и точность частоты возбуждени  вибростенда, а также программную развертку частотыThe use of the device will ensure high stability and accuracy of the excitation frequency of the shaker, as well as software frequency sweep

по любому специальному закону.by any special law.

Claims (1)

(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ КОЛЕБАНИЙ ВИБРОСТЕНДА, содержащее последовательно соединные блок переключения полярности, интегратор, преобразователь пилообразного напряжения в синусоидальное и компрессионный усилитель и последовательно соединенные согласующий усилитель и измеритель уровня вибраций, выход которого соединен с управляющим входом компрессионного усилителя, и генератор, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности и точности часто ты, оно снабжено соединенными последовательно с генератором импульсов управляемым делителем частоты и преобразователем частоты в напряжение, выход которого подключен к входу блока переключения полярности, управляю щий вход которого соединен с вторым выходом управляемого делителя частоты.(54) A VIBROSTEND FREQUENCY CONTROL DEVICE, comprising serially connected polarity switching unit, an integrator, a sawtooth-to-sinusoidal and compression amplifier converter and serially connected matching amplifier and vibration level meter, the output of which is connected to the control input of the compression amplifier, and a generator distinguishing In order to increase the stability and accuracy of the frequency, it is equipped with a pulse connected in series with the generator a controllable frequency divider and the frequency to voltage converter, whose output is connected to the input of the polarity switching unit controlling the conductive input coupled to the second output of the frequency divider managed.