Главная Промышленная автоматика.

ния» всех колец она находится между расчетными частотами двух соседних колец, «вращающихся» в противоположных направлениях; истинная средняя частота будет превышать расчетную для кольца, «вращающегося» по часовой стрелке, и будет меньше расчетной для кольца, «вращающегося» против часовой стрелки. В этом случае средняя частота вращения может быть опре-

ТГ л ТТЛ л л, - - ------

делена по формуле


(6-85)

расчетная частота

где и

/г -число полос стробоскопического кольца; Ayfe

вращения стробоскопического кольца, об/мин;

число «скользящих» полос

в минуту, отсчитываемое относительно неподвижного ориентира с помощью секундомера.

Знаки плюс и минус в (6-85) выбираются соответственно направлению скольжения полос по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Точность измерения средней частоты вращения стробоскопом без отсчи-тывания «скользящих» полос не превышает 0,3% лля 337з иЛб/з об/мин, 0,4% для 45 и 0,7% для 78 об/мин, что обусловлено возможно минимальной разницей в одну полосу между соседними стробоскопическими кольцами.

В табл. 6-3 приведены данные стробоскопического диска для определения частоты вращения диска в заданных пределах отклонения от номинала.

Таблица 6-3


Номинальная частота вращения, об/мип, при частоте сети питания 50 Гц


33V:

Число полос сгробоскопиче ского кольца

Отклонение частоты вращения от номиналь

ной, %

45,11

Число полос стробоскопиче ского кольца

183 182 181 180 179 178 177 176

Отклонение частоты вращения от номиналь

ной, %

2,20 -1,65

•1;10

0,55 О

0,55 1,10 1,65 2,20

136 135 134 133 132 131 130

-2,25 -1,50 -0,75 F0

-0,75 -1,50 2,25

Измерение средней частоты вращения может также производиться тахометром, не оказывающим заметной нагрузки на движущий механизм.

Наибольшая точность измерения средней частоты вращения достигается при применении электронного счетчика электрических импульсов. При этом способе измерения пластинка с записью сигнала эталонной частоты fa, выполненной при ггэ, об/мин, проигрывается на испытуемом устройстве; выходное напряжение звукоснимателя подается на электронный счетчик, отсчитывающий в течение фиксированного времени t секунд число поступающих электрических импульсов одной какой-либо полярности. Искомая средняя частота вращения в оборотах в минуту будет равна:

и = Us-•

Целесообразно задаться такими значениями fa, Из, t, при которых электронный .счетчик непосредственно показывал среднюю частоту в оборотах

. S

.--к-

щ:-у

•,4


щ;уУ\.


AS 0

"1 f

0,1 o,zo,f- 1

0,63

14- 10 200 wo 6,5 65 ГЦ

5,15

51,5

5150

Рис. 6-44. Частотная характеристика фильтра, имитирующего чувствительность слуха к детонации.

Рис. 6-45. Частотная характеристика измерителя помех от вибраций движу-I щего механизма.

в минуту с требуемой точностью. Так, например, при /37= 750 Гц, аа = 45 об/мин, =6 с получим Л/=100 а, что при использовании четырехразрядного счетчика позволяет получить четыре значащие цифры для средней частоты вращения. Таким образом, для номинальных значений 78, 45, 337з, I6V3 об/мин погрешность измерения не будет превышать 0,013; 0,022; 0,03; 0,06% соответственно.

Неравномерность вращения диска. Оценка неравномерности вращения, приводящей к детонации звука, производится путем измерения частотной модуляции сигнала, воспроизводимого с измерительной пластинки

на испытуемом аппарате.

При этом могут быть поставлены две задачи: измерение коэффициента детонации аппарата {формула (3-5)] с целью оценки его качества, и анализ работы аппарата путем определения"" коэффициентов колебания скорости, обусловленных величиной и частотой неравномерности вращения отдельных

деталей движущего механизма.

Согласно Публикации 386 МЭК измерительный прибор-детонометр должен содержать фильтр, амплитудно-частотная характеристика которого, показанная на рис. 6-44, соответствует чувствительности слуха к детонации; рекомендуемая частота измерительного сигнала 3150 Гц.

При измерении коэффициента детонации ЭПУ используется хорошо отцентрированная измерительная пластинка с записью сигнала 3150 Гц ±5%: Измерительная пластинка проигрывается на испытуемом аппарате, звукосниматель которого присоединен непосредственно или через усилитель к детонометру; при этом измеряется коэффициент детонации й, если необходимо, производится анализ колебаний скорости в области частот от 0,2 до 200 Гц. Измерения производятся для всех частот вращения, предусмотренных в испытуемом аппарате.

Объективные измерения сочетают со слуховой оценкой детонации. На испытуемом аппарате прослушивают ту же измерительную пластинку и пластинки с записями рояля, содержащими длительные аккорды в среднем регистре. Искажения, воспринимаемые как. «плавание» и «вибрация» звука, на хороших аппаратах не должны прослушиваться.

Помехи о т в и б р а ц и й д в и ж у щ е г о механизма - рокот - целесообразно оценивать соотношением напряжений при проигрывании с измерительной пластинки немых канавок и с.записью сигнала сравнения ЩЬ-мула (3-6)]. Согласно Публикации 98А МЭК сигнал сравнения имеет частоту 315 Гц и эффективное значение колебательной скорости 2,71 см/с для любого вида записи (поперечной, глубинной и для каждого канала двухканальной стереозаписи); измерения производятся с помощью прибора, имею-



щего две оценочные частотные взвешивающую bed (рис. 6-45).

характеристики - невзвешивающую acd и

Измерение по характеристике acd учитывает все помехи от движущего механизма, включая и низкочастотные помехи, непосредственно не воспринимаемые слухом. Вибрации, создающие эти помехи, раскачивают иглу звукоснимателя и могут вызвать неприятные для слуха йнтермодуляционные искажения.

Измерение со взвешивающим фильтром по характеристике бсб/ учитывает восприятие рокота слухом.

Измерительный прибор приключают непосредственно или через усилитель к звукоснимателю испытуемого ЭПУ. Частотная характеристика воспроизведения должна соответствовать номинальной характеристике канала воспроизведения (рис. 3-7,а). Для исключения влияния внешних вибраций проверяемый аппарат-при измерениях устанавливают на амортизованном стенде с собственной частотой колебаний ниже 5 Гц.

Уровень электрического фона. Качество экранировки звукоснимателя и правильность расположения монтажа в ЭПУ оценивают по относительному уровню фона, наводимого на звукосниматель

Оф == 20 Ig

1000

Ф - электрическое напряжение, измеренное на выходе ЭПУ при вклю-

где и

ченном электродвигателе и звукоснимателе, перемещаемом над пластинкой до диаметра 100 мм с соблюдением зазора между ней и иглой около 3 мм, то - напряжение на выходе ЭПУ при воспроизведении сигнала сравнения 1000 Гц номинального уровня с измерительной пластинки. Номинальный уровень соответствует эффективной колебательной скорости 7,1 см/с для поперечной записи и 5 см/с по каждому каналу стереозаписи. Приемлемой нормой можно считать уровень фона от -65 до -55 дБ в зависимости от класса ЭПУ.

Испытание звукоснимателя. Ниже указываются способы определения тех механических и электрических показателей, по которым обычно проверяют звукосниматель в готовых ЭПУ.

Из механических показателей проверяют прижимную силу, гибкость подвижной системы и способность следования.

Прижимная сил а измеряется специальным приспособлением типа динамометра. Отсчет должен производиться, когда острие иглы, опирающееся на подвижную площадку динамометра, находится на одном уровне с пластинкой, лежащей на диске ЭПУ.

Гибкость подвижной системы звукоснимателя проверяют как для горизонтального, так и для вертикального направлений. С измерительной пластинки воспроизводят звукоснимателем с установленной номинальной прижимной силой сигнал низкой частоты, например 100 Гц, записанный с различными амплитудами смещения, включая максимальную допустимую. При определении горизонтальной гибкости проигрываются канавки поперечной записи, а при определении вертикальной гибкости - канавки глубинной записи.

При проигрывании, наблюдая воспроизводимый сигнал на экране осциллографа, отмечают наибольшую амплитуду смещения, при которой еще нет искажений сигнала, и уменьшают прижимную силу звукоснимателя до границы их появления.

Гибкость с определяется по формуле -

где Л- амплитуда смещения проигрываемой канавки, м; g прижимная сила, Н.

мин - наименьшая

Г."

Я

!;Г7

1.-.:.-


Способность следования характеризует способность иглы звукоснимателя сохранять надежный контакт с обеими стенками канавки в процессе воспроизведения записей с пластинки. В Публикации 98МЭК предлагается проверять этот показатель с помощью измерительной пластинки формата Ф17 на 337з об/мин, содержащей запись скользящего тона в диапазоне 800-8000-80 Гц длительностью 90 с с уровнями, показанными на рис. 6-46; при этом О дБ соответствует сигналу сравнения 2000 Гц с колебательной скоростью 1 см/с (эффективное значение) записанному перед скользящим тоном. Распределение уровней записи на рис. 6-46 соответствует наиболее часто встречающемуся на музыкальных пластинках. Одна сторона измерительной пластинки содержит запись по левому каналу, другая - попра-вому. Способность .следования характеризуется минимальной прижимной си-лай звукоснимателя, при которой через громкоговоритель не прослушивается «жужжание», а на экране осциллографа не просматриваются разрывы в осциллограмме.

Можно проверять способность следования и при номинальной прижимной силе, воспроизводя низкочастотные сигналы (например 30- 50-100 Гц), записанные с наибольшими допустимыми уровнями. При надежном следовании звучание в этом случае также. не должно сопровождаться призвуком жужжания, а осциллограмма не должна иметь разрывов.

Проверка электрических показателей зву коснимателя производится при номинальной прижимной силе и номинальном нагрузочном сопротивлении, указываемых в техническом паспорте звукоснимателя.

Чувствительность звукоснимателя. Для определения чувствительности звукоснимателя с измерительной пластинки воспроизводят сигнал 1000 Гц заданного уровня и измеряют выходное напряжение. При проверке монозвукоснимателя воспроизводится реозвукоснимателя проверяют чувствительность каждого канала, используя запись сигнала 1000 Гц, выполненную отдельно по левому и правому каналам.

В любом случае чувствительность вычисляют по формуле (6-49). Кроме того, для стереозвукоснимателя по формуле (6-49) вычисляют среднее арифметическое чувствительностей.

Зная чувствительности стереозвукоснимателя, определяют разбаланс

стереоканалов по формуле (6-51).

Частотную характеристику отдачи звукоснимателя проверяют с помощью измерительнхзй пластинки скользящего тона й самописца, фиксирующего на бумажной ленте непрерывную запись выходного напряжения. При отсутствии самописца характеристику можно измерить, пользуясь измерительной пластинкой с записью сигналов фиксированных частот. . . Ход хар/актеристики рассчитывают в децибелах по формуле


80 ZOO Ш 800 ZOO О /ООО Гц

Рис. 6-46. Частотная характеристика записи скользящего тона для проверки надежности следования.

поперечная запись." Для сте-

D = 20 Ig

1000

где Dn

/7 напряжение сигнала частоты f; /Уюоо - напряжение сигнала 1000 Гц; -поправка для сигнала частоты f, записанного с колебательной скоростью, отличающейся от заданной на частоте 1000 Гц. Поправка Dn в децибелах вводится на основании паспортных данных измерительной пластинки.

Для стереозвукоснимателя частотные характеристики отдачи определяют для каждого канала в отдельности.



Рассогласование стереоканалов оценивается как наибольшее расхождение в ординатах этих характеристик при их совмещении на частоте 1000 Гц.

Переходное затухание стереозвукоснимателя удобно измерять совместно с измерением частотной характеристики отдачи, пользуясь измерительной пластинкой скользящего тона. После записи на самописце отдачи одного канала, на том же участке бумажной ленты, при повторном воспроизведении записывают сигнал, проникший в другой канал. Разность ординат в децибелах между полезным и проникшим сигналами, как функция частоты, дает частотную характеристику переходного затухания.

Разделение каналов, в отличие от переходного затухания, оценивает проникание по полученным на ленте самописца характеристикам, записанным не в разных, а в одном и том же канале - в первом случае полезного сигнала, во втором - проникшего из другого канала. Разделение каналов выражается разностью в децибелах между ординатами полезного и проникшего сигналов.



Рис. 6-47. Схема измерения нелинейных искажений методом

ляции.

/ - измерительная пластинка; 2-частот; 4 - усилитель и выпрямитель; 5

испытуемый звукосниматель; 3 фильтр низких частот; 6

прямитель; 7, 8 - вольтметры.

взаимной моду-

фильтр высоких усилитель и вы-

При пользовании измерительной пластинкой с фиксированными частотами переходное затухание оценивается по формулам (3-8) и (3-9), а разделение каналов - по формуле (3-10) применительно-к каждому каналу.

При измерении вышеуказакных электрических показателей звукоснимателя шум и фон, существующие в канале воспроизведейия, должны быть тщательно отфильтрованы.

Нелинейные искажения звукоснимателя оценивают обычно методом гармоник или методом взаимной модуляции.

При измерении методом гармоник используют измерительный прибор фильтрового типа, не требующий острой настройки, так как частота сигнала, воспроизводимого с измерительной пластинки колеблется в некоторых пределах из-за неизбежной неравномерности вращения диска ЭПУ; наивысшая частота измерений выбирается так, чтобы ее третья гармоника не превосходила верхней граничной частоты испытуемого звукоснимателя.

Измерение искажений методом взаимной модуляции производят анали- . затором при сигналах частотами 400 и 4000 Гц, или 315 и 3150 Гц, записанных на измерительной пластинке. Схема измерения приведена на рис. 6-47.

Испытуемым звукоснимателем воспроизводят запись с измерительной пластинки и подают выходное напряжение на анализатор, высокочастотный фильтр которого задерживает модулирующую частоту fi и ее гармоники до четвертой включительно и пропускают несущую /г, а также боковые частоты f2±nfi возникающие, если звукосниматель нелинеен. После выпрямления вольтметром 7 измеряют постоянную составляющую, которая пропорциональна напряжению несущей частоты. Затем низкочастотным фильтром задерживают несущую и боковые частоты, а огибающую выпрямляют и измеряют вольтметром 8. Мерой нелинейных искажений является отношение показаний вольтметров 7 и 5, выраженное в процентах. Для непосредственного от-

iiV..-

S-. - %y<: л/

my-:""

4ly:-.

Its;,. --

- - .

a.j.7.-,- . r

h~~\ .

10:у


счета этого отношения стрелки обоих вольтметров при измерении устанавливают на фиксированные метки с помощью потенциометров, один из которых имеет шкалу, проградуированную в процентах взаимной модуляции.

Простейшей проверкой звукоснимателя на нелинейность является просмотр формы вырабатываемого им напряжения на экране осциллографа при воспроизведении записи гармонического сигнала с измерительной пластинки. Отклонение от синусоидальной формьг может быть обнаружено, если гармоники составляют по крайней мере 5% основного колебания.

Полное электрическое сопротивление звукоснимателя. Для магнитного звукоснимателя омическое сопротивление и индуктивность обмоток проверяют общепринятыми методами - с помощью мостовых приборов. Измерение индуктивности обычно производят на частоте 1000 Гц.

Для определения сопротивления пьезозвукоснимателя Z

изме-

(сотни Кроме

ряют его емкость С. Ввиду малого значения емкости пьезоэлемента пикофарад) следует учитывать емкость соединительных проводов, того, измеряют сопротивление утечки пьезоэлемента, которое должно быть не менее нескольких десятков и даже сотен мегаом.

Приведенное механическое сопротивление исила реакции. Это сопротивление определяет способность иглы звукоснимателя следовать по модулированной канавке при заданной прижимной силе. По приведенному механическому сопротивлению лебательной скорости Уомакс вычисляют для канавки

Fp = zVq макс

Z и наибольшей допустимой ко-выбранных частот силу реакции

наибольшее значение которой должно быть по крайней мере вдвое меньше прижимной силы звукоснимателя, чтобы сохранялся надежный контакт между иглой и канавкой.

в стереозвукоснимателях полезные колебания могут иметь близкие по величине составляющие в поперечном и вертикальном направлениях, поэтому механические сопротивления для обоих направлений должны быть одного порядка, и их необходимо измерять. Для монозвукоснимателей имеет значение поперечное механическое сопротивление.

Метод определения механического сопротивления в динамическом режиме, несмотря на применение общепринятой аппаратуры (звуковой генератор, электронный вольтметр, микроскоп), ввиду трудоемкости может быть рекомендован только как лабораторный, используемый при новых разработках и при модернизации звукоснимателей. Метод основан на теореме взаимности. Производятся два.вида измерений, при которых звукосниматель рассматривается как обратимый четырехполюсник, один раз как приемник механических колебаний (т. е. используемый по прямому назначению), а другой раз - как датчик механических колебаний (т. е. работающий, как рекордер при записи).

По результатам измерений интересующие нас величины подсчитываются по следующим формулам.

Для "звукоснимателей с относительно малым электрическим внутренним сопротивлением, например магнитных,-

г1 = 2

(6-86)

Щ макс

X. X

и 1

о макс

(6-87)





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [34] 35 36 37 38

0.0037