Адаптивное цифровое устройство для контроля параметров ударного импульса
Изобретение относится к цифровым измерительным системам. Устройство содержит интегратор 1, нульорганы 2, 3, источник 4 опорного напряжения, делитель 5 напряжения, анализатор 6 амплитуды входного сигнала, анализатор 7 длительности входного сигнала, блок (Б) 8 элементов И НЕ, Б 9 управления, преобразователь 10 время цифра, генератор 11 тактовых импульсов, коммутатор 12, Б 13 обнуления, преобразователь 14 цифра время, радиопередатчик 15, шину 16 управления, радиоприемник 17, цифровой регистратор 18. Изобретение повышает надежность получения информации при расширении функциональных возможностей контроля. 1 ил.
Изобретение относится к цифровым измерительным системам и может быть использовано для контроля воздействия ударного импульса на исследуемый объект, в частности времени распространения и амплитуды ударного ускорения в условиях ограниченного времени существования объекта и устройства. Цель изобретения повышение надежности получения информации при расширении функциональных возможностей контроля. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Цифровое устройство для контроля параметров ударного импульса содержит интегратор 1, первый 2 и второй 3 нуль-органы, источник 4 опорного напряжения, делитель 5 напряжения, анализатор 6 амплитуды входного сигнала, анализатор 7 длительности входного сигнала, блок 8 элементов И-НЕ, блок 9 управления, преобразователь 10 время-цифра, генератор 11 тактовых импульсов, коммутатор 12, блок 13 обнуления, преобразователь 14 цифра-время, радиопередатчик 15, шину 16 управления, радиоприемник 17, цифровой регистратор 18. Делитель 5 напряжения через интегратор 1 соединен с входом устройства, а его выходы через соответствующие первый 2 и второй 3 нуль-органы соединены с входами блока 8 элементов И-НЕ, анализатора 7 длительности входного сигнала и анализатора 6 амплитуды входного сигнала. Другие входы первого 2 и второго 3 нуль-органов соединены с источниками 4 опорного напряжения. Входная шина через анализатор 6 амплитуды входного сигнала соединена с анализатором 7 длительности входного сигала, соответствующими входами блока 8 элементов И-НЕ, блоков 9 управления. Управляющий выход блока 9 управления подключен к преобразователю 10 время-цифра и преобразователю 14 цифра-время (ПЦВ). Третий выход ПЦВ 14 соединен с входами анализатора 7 длительности входных импульсов и вторым входом каждого элемента И-НЕ блока 8. Второй выход преобразователя 14 через блок 9 управления соединен с анализатором 6 амплитуды входного сигнала. Блок 9 управления через коммутатор 12 соединен с информационными входами преобразователя 14 цифра-время, первый выход которого подключен к радиопередатчику 15. Соответствующие информационные входы коммутатора 12 соединены с выходами анализатора 7 длительности входного сигнала преобразователя 10 время-цифра. Выходы блока 8 элементов И-НЕ связаны со счетным с входом преобразователя 10 время-цифра. Устройство работает следующим образом. До начала воздействия ударного импульса с помощью блока 9 управления все элементы и блоки устройства устанавливаются в исходное состояние. При поступлении сигнала на входы анализатора 6 амплитуды, если этот входной сигнал имеет заданные минимальные амплитуды и длительность, на выходе анализатора 6 возникают сигналы, которые поступают на анализатор 7 длительности и одновременно через блок 8 управления на вход преобразователя 14 цифра-время, а через блок 8 элементов И-НЕ на преобразователь 10 время-цифра. Дискретизация входного сигнала по уровням производится в анализаторе 6 амплитуды. С помощью шины 16 и анализатора 6 производится включение преобразователя 14 цифра-время и разрешение обрабатывать величину входного сигнала анализатором 7 длительности. Если длительность входного сигнала меньше заданной длительности, анализатор 7 не включается, а если длительность сигнала превышает заданную величину, то длительность сигнала определяется подсчетом импульсов генератора 11, информация о длительности поступает на информационные входы коммутатора 12, а преобразователь 14 цифра-время начинает формировать структуру выходного сигнала. Опорный импульс на входе радиопередатчика 15 начинает формироваться в момент подачи потенциала с блока 9 управления на ПЦВ 14, что уменьшает дополнительную погрешность при передаче временных интервалов, и заканчивается через 0,5 периода следования тактовых импульсов генератора 11. Преобразователь 14 цифра-время обладает задержкой 
3, обусловленной разрешающей способностью канала связи радиопередатчик 15 радиоприемник 17, необходимым временем для записи в ПЦВ 14 и исключением ошибок за счет переходных процессов. Сформированный преобразователь 14 цифра-время импульс начального кода идентификаторы и каждый последующий переключает его для записи с коммутатора 12 части информации, выбранной многоустойчивым триггером блока 9 управления согласно поступившему сигналу с датчика Di. Для уменьшения времени вывода объема V информации о датчике Di ПЦВ 14 и коммутатор 12 организуют последовательно-параллельный вывод всего объема информации V. Количество информационных временных интервалов на входе радиопередатчика 15 определяется выражением n=V/m, где V объем информации в битах; m объем информации в битах, записанный параллельно в преобразователь 14, и соответственно количество временных интервалов на входе радиопередатчика 15. Последний информационный импульс о датчике D с второго выхода ПЦВ 14 через блок 9 управления стирает в памяти результаты обработки в анализаторах 6,7, осуществляя предварительную подготовку устройства к возможным повторным срабатываниям. Блок 9 управления при помощи многоустойчивого триггера и распределителя импульсов, находящихся в блоке 9 управления, осуществляет отбор адреса датчика Di, информация о котором выводится. Блок элементов И-НЕ совместно с указанным распределителем исключает вероятность ложного формирования выключающих импульсов на выходе распределителя импульсов в случае поступления нескольких сигналов с датчиков до окончания вывода информации о предыдущем, так как блок элементов И-НЕ обеспечивает удержание на i-м выходе сигнала о датчике Di на время действия импульса, величина которого достаточна для окончания всех переходных процессов по выключению i-го блока в анализаторе 6. После этого устройство возвращается в исходное состояние. С учетом минимального времени вывода информации, минимальной вероятности потери информации о номере сработавшего датчика первой выводится часть информации со старших разрядов преобразователя 10 время-цифра, вторым интервалом номер датчика Di, последующими интервалами оставшаяся информация. Для передачи информации о номере датчика Di блок 9 управления пpи помощи многоустойчивого триггера и десятично-двоичного преобразователя преобразует его в двоичный код с последующим выводом на входы управления коммутатора 12. При поступлении сигнала с датчика Di, после окончания вывода информации о предыдущем Di, устройство формирует аналогичную посылку и с идентификацией датчика Di. Последовательность сигналов радиопередатчика 15 с выхода радиоприемника 17 регистрируется цифровым регистратором 18. В процессе регистрации измеряются временные интервалы между соседними импульсами, несущие информацию о воздействии удара на исследуемый объект. Объем получаемой информации определяется типами применяемых датчиков, их компоновкой т.е. можно получить амплитудно-временные характеристики воздействия ударного импульса в продольном при определенном расположении датчиков. Работа устройства в режиме контроля нарастания импульса напряжения аналогична работе в режиме при поступлении сигнала на анализатор 6 амплитуды входного сигнала. При поступлении сигнала на вход интегратора 1 и превышении им уровня величины опорного напряжения с выходом делителя 5 на выходе нуль-органа 2 формируется сигнал, который через анализатор 6 амплитуды включает устройство и блокирует передачу импульсов генератора 11 через соответствующий элемент И-НЕ блока 8, запрещая работу ПЦВ 10. При этом формируемая посылка идентифицирует данный вход как опорный. Сигнал с нуль-органа 3 аналогично блокирует работу ПЦВ 10 с задержкой, величина которой будет передана в формируемой посылке.
Формула изобретения
АДАПТИВНОЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА, содержащее интегратор, соединенный через делитель напряжения с первыми входами двух нуль-органов, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения, радиопередатчик, радиоприемник, выход которого подключен к цифровому регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности получения информации при расширении функциональных возможностей контроля, в него введены шина управления, блок обнуления, анализатор длительности входного сигнала, анализатор амплитуды входного сигнала, блок элементов И-НЕ, блок управления, преобразователь время-цифра, преобразователь цифра-время, коммутатор, при этом вход интегратора и N входов анализатора амплитуды входного сигнала соединены с входной шиной всего устройства, а два входа анализатора амплитуды входного сигнала соединены с выходами нуль-органов, входами анализатора длительности входного сигнала и двумя входами блока элементов И-НЕ, N входов анализатора длительности входного сигнала с выходами анализатора амплитуды входного сигнала, соответствующими входами блока элементов И-НЕ и блока управления, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выходы которого соединены с входами преобразователя цифра-время, выходы блока управления подключены также к информационным входам преобразователя цифра-время и управляющим входам коммутатора, первый выход преобразователя цифра-время подключен к радиопередатчику, второй через блок управления и блок обнуления к анализатору амплитуды входного сигнала, а третий выход к анализатору длительности входного сигнала и третьим входам блока элементов И-НЕ, управляющий выход блока управления соединен с преобразователями время-цифра и цифра-время, второй выход блока управления соединен с входом анализатора длительности входного сигнала, шина управления подключена к анализатору амплитуды входного сигнала, выходы блока элементов И-НЕ через преобразователь время-цифра соединены с соответствующими информационными входами коммутатора.РИСУНКИ
Рисунок 1
