4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

При вибрационных испытаниях тело человека подвергается действию гармонической или случайной вибрации, что в основном соответствует реальным условиям.

Испытания на гармоническую вибрацию отличаются простотой схемы установки для возбуждения колебаний (рис. 9). Блок непрерывного изменения частоты и автоматический регулятор уровня управляют частотой задающего генератора. Управление вибровозбудителем 3 может производиться либо по разомкнутой, либо по замкнутой схеме. В последнем случае заданный уровень колебаний вибровозбудителя поддерживается автоматически с помощью цепи обратной связи, которая состоит из задающего генератора 1 с автоматической регулировкой входного уровня, усилителя мощности 2 и датчика 4. Датчик и виброизмерительный прибор 5 служат для контроля и измерения колебаний вибровозбудителя,

Рис. 9. Структурная схема установки для испытаний тела человека на гармоническую вибрацию

Рис. 10. Структурная схема установки для испытаний тела человека на случайную вибрацию

Испытания на случайную вибрацию позволяют имитировать особенно часто встречающиеся реальные условия. Для возбуждения колебаний (рис. 10) применяют генератор случайного сигнала. Через блок фильтров или корректирующее устройство 2 и усилитель мощности 3 сигнал поступает на вибровозбудитель 4. Контроль, измерение и анализ колебаний вибровозбудителя осуществляются датчиком 5, виброизмерительным прибором 6 и анализирующим прибором 7.

Частотные характеристики тела человека определяют при вибрации в направлении одной или нескольких осей координатной системы (рис. 1 гл. XVI). При гармоническом вибрационном воздействии измерения производят непрерывно при монотонном изменении частоты скоростью, не превышающей 0,2 октавы в секунду или на дискретных частотах следующего ряда (по ГОСТ 12090-66): 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 16, 20; 25; 31,5; 40, 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200 Гц.

Требования, предъявляемые к оборудованию и измерительной аппаратуре, приведены ниже.

(см. скан)

При подготовке к измерениям составляется программа испытаний, утверждаемая в установленном порядке и содержащая необходимые сведения об основных характеристиках испытаний.

Перед проведением измерений импеданса тела человека необходимо осуществить компенсацию массы платформы с помощью блока компенсации. Для проверки работоспособности и оценки погрешности измерительной установки осуществляется тестовое измерение импеданса механической системы с известными параметрами.

При проведении измерений динамических характеристик контролируют и поддерживают постоянную позу испытуемого. Динамические характеристики измеряют не менее чем у десяти человек, при этом масса каждого человека должна составлять Все измерения повторяют не менее 3 раз на каждом испытуемом; испытуемых при экспериментах подвергают медицинскому контролю.

Рис. 11. Структурная схема установки для измерения входного механического импеданса тела человека

Рис. 12. Структурная схема установки для измерения амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик тела человека

Для обеспечения безопасности проводимых измерений среднеквадратические значения вибрационных воздействий не должны превышать максимальные величины, установленные гигиеническими нормами с учетом длительности вибрационных воздействий.

Измерение входного импеданса тела человека может производиться с помощью установки, структурная схема которой приведена на рис. 11. Колебания вибровозбудителя создаются по схеме испытаний на гармонические (см. рис. 9) вибрации, Измерительное устройство входного импеданса включает в себя датчик виброскорости 2 и датчик силы 3, установленный на сиденье, усилители 4, 5.

Сигнал, пропорциональный силе, действующей на тело человека, через усилитель 4 поступает на блок компенсации 6. Блок 6 служит для компенсации динамической силы, которая обусловлена ускорением массы переходного элемента (сиденья). Скорректированные значения модуля входного импеданса и его аргумента измеренного с помощью фазометра 8, фиксируются в регистраторах 7 и 9.

Амплитуды и сдвиг фаз при вибрации тела человека измеряют на установке, примерная структурная схема которой приведена на рис. 12. Колебания вибровозбудителя 1 задаются в соответствии со схемами, приведенными на рис. 9 или 10, Колебания платформы вибровозбудителя 1 и колебания отдельных частей тела человека 2 измеряются вибродатчиками 3. Через усилитель мощности 4 сигналы поступают на регистрирующее устройство 5 и фазометр 6. Амплитудно-частотные характеристики регистрируются устройством 5, а фазочастотные характеристики — устройством 7.