Устройство для измерения добротности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ, содержащее систему возбулодения , соединенную через ключ с резонатором, два компаратора, источник опорного напряжения, первый ПИКОВЫЙ детектор, соединенный с одним из входов одного из компараторов , другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход резонатора через масштабный ус.илитель соединен свходом первого 4 пикового детектора, и фо1 «и| ователь импульсов, соединенный со счетчиксж о. тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дифференциальный усилитель, второй пиковый детектор и элемент ИЛИ, причем масштаб-. ноГо усилителя соединен с одним кэ входов дифференциального усилителя, с входом первого пикового детектора). и с одним из входов второго пикового детектора, неинвертирующий вход дифференциального уси .лителя соединен с выходом, элемента ИЛИ, а выходом с входом формирователя импульсов и с другим входом второго пикового детектора, выход которого соединен е одним из вхосо с дов Другого KOMn ipaTopa, подкл 0ченно го другим входом к источнику опорного напряжения, а выходы обоих компараторов соединены с входами элемента . ИЛИ. - .

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

y(51) G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3321096/18-21 (22) 13.07.81 (46). 15.05.83. Бюл. 9 18 (72) В.А .Зотов, И.Р.МанделЬберг, О.М.Терешин н О.Н.Филатова (53) 621.317.741(088,8.) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 675376.с кл. С 01 R 25 07.79 °

2. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. N., Энергия, 1978, с;125 (прототип). (54)(57} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДОБРОТНОСТИ, содержащее систему возбуждения, соединенную через ключ с резонатором, два компаратора, источник опорного напряжения, первый пиковый детектор, соединенный с одним из входов одного из компараторов, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход резонатора через масштабный усилитель соединен с входом первого ф

„.SU„„1018047 А пикового детектора, и формирователь импульсов,- соединенный со счетчиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дифференциальный усилитель, второй пиковый детектор и элемент ИЛИ, причем выход масштаб-, ного усилителя соединен с одним из входов дифференциального усилителя, с входом первого пикового детектора и с одним из входов второго пикового детектора, неинвертирующий вход дифференциального уси:лителя соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходом - с входом фор - мирователя импульсов и с другим вхо-,» дом второго пикового детектора, вы- Е ход которого соединен с:одним йз входов другого компаратора, подключенного другим входом. к источнику опорного напряжения, а выходы обоих компараторов соединены с входами элемента. ИЛИ.

1О18О47

Изобретение относится к контрольно-поверочной аппаратуре и может быть использовано в измерительных преобразователях.

Известно устройство для измерения добротности затухания механических колебательных систем, содержащее два компаратора с высоким и низким порогом, два источника опорного напряжения, дополнительные

Формирователи импульсов, триггер, управляемый формирователь импульсов и регистратор Г1 j.

Недостатком данного устройства является ограниченный частотный диапазон, так как предполагает Формиро- 15 ванне существенно коротких по длительности вспомогательных импульсов в сравнении с периодом исследуемого синусоидального сигнала.

Наиболее близким к изобретению. рО является устройсТво для измерения добротности механических колебательных систем с электрическйм съемом колебаний, содержащее систему возбуждения колебаний, два компаратора, два источника питания, пиковый детектор, триггер и счетчик числа колебаний (2) .

Однако известное устройство ха-: рактеризуется невысоким классом тоЧности вследствие значительной погрешности, вносимой пиковым детектором, иэ-эа различия величин постоянных времени пикового детектора и забу" хающего синусоидального сигнала, а также вследствие инструментальной погрешности пикового детектора, соизмеримой с нижним порогом уровня.

Цель изобретения — повышение точности измерения добротности.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в устройство, содержащее систему возбуждения, соединенную через ключ с резонатором, два компаратора, источник опорного напряжения, первый пиковый детектор, соединенный с одним из входов одного из компараторов, другой вход которого соединен с источником опорного напря.жения, а выход резонатора через масштабный усилитель соединен с входом первого пикового детектора, и формирователь импульсов, соединенный со счетчиком, введены дифференциальный усилитель, второй пиковый детектор и элемент ИЛИ, причем выход масштабного усилителя соединен с одним из входов дифференциального усилителя, с входом первого пикового детектора и с одним иэ входов второго пикового детектора, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с вы- о ходом элемента ИЛИ, а выход - с входом формирователя импульсов и с другим входом второго пикового детекто" ра, выход которого соединен с одним из вхопов другого компаратора, 65 подключенного другим входом к источнику опорного напряжения, а выходы обоих компараторов соединены с входами элемента ИЛИ.

На чертеже изображена .электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит резонатор 1, систему 2 возбуждения колебаний, соединенную через ключ 3 с резонатором 1, выход которого соединен с входом масштабного усилителя 4, дифференциальный усилитель 5. с коэффициентом усиления, равным е, два пиковых детектора 6 и 7, выходы которых соединены с входами компараторов 8 и 9, собранных на интегральных операционных усилителях, источник 10 опорного напряжения, элемент 11 ИЛИ, входы которого соединены с.выходами компараторов 8 и 9, формирователь 12 импульсов и счетчик 13 импульсов.

Работа устройства основана.на подсчете числа периодов свободно затухающих колебаний, прошедших в счетчик 13 за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшилась в

23,15 раза. При этом количество сосчитанных периодов численно равно добротности.

:Действительно, амплитуда зату1хающего колебания резонатора 1 определяется формулой

Щд уд тц Я Ao =Aoe =А,е

I где, А — начальная амплитуда колебаО ния;

f Т - собственная частота и пес а риод колебания резонатора;

N — .число периодов;

t =ТОN - время счета числа периодов.

Приняв N = Q, получим

1CQ

А- <8 =Аое отсюда отношение амплитуд должно быть — î=е =23,15

При включенной системе 2 возбуждения (ключ 3 замкнут) сигнал с резонатора 1 поступает через масштабный усилитель 4 на вход запертого дифференциального усилителя 5, в результате чего формирователь 12 импульсов не выдает импульсов на счетчик 13, При отключении системы 2 возбуждения (ключ 3 разомкнут) напряжение на выходе резонатора 1 и соответственно на выходе масштабного усилителя 4 начинает уменьшаться по закону экспоненты. В начальный момент, когда напряжение на выходе пикового детектора б превышает ста-.

1О18047 билизированное напряжение от источ- Так как коэффициент усиления диф ника 10 опорного напряжения, компара ференциального усилителя 5 равен е тор 8 через элемент 11 ИЛИ выдает то нри падении напряжения на резонанапряжение, запиракицее диффереициаль- торе 1 с начала импульсов в е раз ./

Ф ный усилитель 5. При дальнейшем умень- напряжение на выходе пикового детекшении напряжения с резонатора 1 на- тора. 7 становится равнюю напряжению

5 пряжение детектора 6 становится - источника 10 опорного напряжения. равньак напряжению источника 10 опор- При этом компаратор 9 выдает полоного напряжеИия, компаратор 8 че- жителъный сигнал, который через-элерез элемент- 11. ИЛИ отпирает усили- .мент 11 ИЛИ запирает дифференциальтель 5, выходной сигнал которого про- ный усилитель. 5. Сигнал на счетчик ходит через формирователь 12 импуль-- 13 юптульсов не поступает, счет импуcos и в форме лиандра поступает в - льсов прекрашается. счетчик 13 импульсов. Одновременно выходное напряжение дифференциаль- . Устройство позволяет. быстро непо. ного усилителя 5 выпрямляется пи- 15 средственно в числовом выражении ковцм детектором 7 и поступает на . -без дополнительных вычислений (как - компаратор 9. Поскольку это напря-. того. требует иэвестная схема) и с жение превышает напряжение источ- . - большей точностью, не превыяаюцей ника 10 опорного напряжения, то вы- - 0,7Ъ, определить добротность конт- ходной сигнал компаратора 9 отрица- Щ ролируемого изделия (резонатора). телен и не поступает на элемент 11 При этом отклонение от среднего знаИЛИ, поэтому дифференциальный уси+ . чения добротности, т.е. воспроизволитель. 5 остается открыться в тече-: .. димость результатов, составляет ние всего времени счета импульсов. 0,35%.

Составитель Л.Сотникова

Редактор М.Бандура Техред K.Èûöüî r . Корректор l0.Ìàêàðåíêî

Заказ 3531/44 Тираж 710 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комната. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4