Устройство сбора и обработки результатов ударных испытаний

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамических нагружений. Цель изобретения - повышение точности обработки. При проведении ударных испытаний с объектом 12 испытаний на блоке П воспроизве

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4174969/24-24 (22) 25.11.86 (46) 28.02.89. Бил. № 8 (72) Э.П.Николаев, В.И,Вацуро, Н.И.Герасимов, Н.К.Коркин и С.С.Кензин (53) 681. 325 (088. 8), (56) Патент США М 4494408, кл. G 01 М 29/04, опублик. 1985.

Патент США ¹- 44?9386, кл, G 01 M 7/00, опублик, 1984, „„ЯО„„Н62Зи А (51)4 G 06 F 15/74, G 01 M 7/00

154) УСТРОЙСТВО СБОРА И ОБРАБОТКИ

РЕЗУЛЬТАТО В УДАРЖЛ ИСПЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамических нагружений. Цель изобретения — повышение точности обработки. При проведении ударных испытаний с объектом

12 испытаний на блоке 11 воспроизве146236 пения ударной нагрузки, работающем ня принципе освобождения зяневоленных пружин ня резонансной частоте объекта 12, возникают затухающие колебания. Эти затухающие колебания вы зывают изменения электрических сигналов на датчиках 9 установленных на объекте 12, Эти сигналы поступают через блоки 8 согласования в блок ..7 буферной памяти. -Перед началом испытаний в блок 7 записываются калибровочный сигнал с датчика 9 и опорный сигнал с генератора 10 опорных. сигналов. После окончания испытаний запись передается в блок 3 управления и спектральной обработки, где информация обрабатывается по программе. По команде оператора в память блока 3 вводятся исходные дайные: базовый адрес данных (БАД); массивы sin и cos; частота 0 =200 байт/с и амплитуда А„ калибровочного сиг1 нала. Зятем оператор включает воспроизведение записи в блок 3, подключает один из исследуемых каналов блока 7 на вход АЦП 4 и производит калибровку программы приема информации.с частотой f„ =200 Гц и амплитудой А », вычисляя множитель Кц и перевод кода в блоке 3 в реальную физическую величину (в данном случае перегрузку). Далее начинается программа обработки процесса удара. По команде оператора воспроизводится запись процесса удара. Блок 3 определяет начало ударного процесса и принимает его в заранее отведенный массив памяти в виде эквидистяльных ординат реализации исследуемого процесса удара. По команде оператора эта реализация подвергается разложению в ряд Фурье и определяется оценка спектральной плотности (энергетический спектр) исследуемого процесса удара, 9 ил.!

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамических на г руже ний, Цель изобретения — повышение точности обработки.

Ня фиг. 1 приведена структурная схема устройства; ня фиг, 2 — укрупненный алгоритм обработки удара; на фиг. 3 — алгоритм калибровки частоты

l приема и амплитуды; на фиг,. 4 — алгоритм определения частоты; на фиг.5алгоритм калибров ки амплитуды у на фиг. 6 — ял ro ритм пр ие ма информации; на фиг, 7 — алгоритм определения спектральной плотности; на фиг. 8 и 9 примеры результатов обработки, Устрой ство (дйп . 1) содержит стан- 20 дартный приборный интерфейс 1, блоки

2 интерфейсных модулей, блок 3 уп— рявления и спектральной обработки„, выполненный на микроЭВМ, анального-цифровой преобразователь (АЦП) 4, коммутатор 5, графопостроитель 6, блок

7 буферной памя ти, выполненный ня мягнитогряфе, соглясуюшие блоки Я, 2 датчики 9, генератор 1О опорного сигнала и блок 11 воспроизведения ударной нагрузки.

Блок 11 работает на принципе освобождения з аневоленных пружин на резонансной частоте объекта 12 испытаний, Устройство работает следующим образом (фиг. 2) .

При проведении ударных испытаний с объектом на блоке 12 возникают затухающие колебания. Эти затухающие колебания вызывают изменения электрических сигналов на датчиках 9, установленных на объекте 12, которые че рез согласующие блоки 8 поступают в блок 7. Перед началом испытаний в блок 7 записывают калибровочный сигнал с датчиков 9 и опорный сигнал с генератора 10. После окончания испытаний запись из блока 7 переписывается в блок 3, где информация обрабатывается по программе (фиг.2) .

1!о команде оператора в память блока вводятся исходные данные: базовый адрес данных (БАД); массивы sin u

cos, частота Як=200 байт/с и амплитуда А калибровочного сигнала, 1462361 (2 00-М ц з4

8t- — — — — -- Т

200 (3) Т =R10-—

Дй

10 (4) с Ан2п

К А„ (5) S(f Х) =—

N, +(X х„.в п

45 отсюда

S(f „) = — (ан+Ь н) .

2 2 2

Затем оператор включает воспроизведение записи блока 3, подключает один из исследуемых- каналов блока

7 на вход АЦП 4 и производит. калиб5 ровку программы приема информации (фиг. 6) с частотой f»=200 Гц и амплитудой А;„вычисляя множитель К,„, и перевод кода в блоке 3 в реальную физическую величину (в данном случае 10 перегрузку).

Далее начинается программа обработки процесса удара. По команде оператора воспроизводится запись процесса,и принимает его в заранее от- 15 веденный массив памяти в виде экви-! дистантных ординат реализации исследуемого процесса удара.

По команде оператора эта реализация подвергается дискретному преоб- 20 разованию Фурье и вычисляется спектральная плотность мощности исследуемого процесса

2 г и 2ЙК г

S (f ) = — ((K. x . cos — — ) + 25

N2 (N

+(, ». х,.sin — — ))

2 КР (1)

После окончания обработки блок 3 по командам оператора определяет масштабы и выводит графики исследуемого процесса n(t) и. спектральной; плотности S(t) на графопостроитель 6.

Программа калибровки частоты приема й„ =200..Гц и амплитуды (фиг. 3) предназначена для метрологического обеспечения обработки процессов удара. Она позволяет установить требуемую частоту приема (f 200 байт/с) информации и определить калибровочный множитель К для перевода кода в блоке 3 в реальную физическую величину. Это производится следующим образом.

Установив начальное, время одного измерения ..Т„=Т,+Т, где Т „- время одного измерения, Т „— время операции приема 1-ro отсчета, Т,=227 тактов блока 3; Т вЂ” пауза между измерениями, устанавливаемая. программным путем.

Блок 3 принимает калибровочный сигнал в память. Затем в зависимости от частоты калибровочного сигнала блок 3 по программе определения частоты й„ (фиг.4) определяет реальное число измерений N и сравниИм вает его с заданным по условию

)И -И„! 1. (2)

Если условие (2) не выполняется, определяется ошибка на одном измерении dt

Учитывая эту ошибку в паузе между измерениями блок 3 опять принимает калибровочный сигнал и анализирует его, Этот процесс . продолжается до тех пор пока не выполнится условие (2) . После выполнения условия (2) блок 3 по программе калибровки амплитуды (фиг. 5) определяет калибровочный множитель К в соответствии с формулой где А к — амплитуда калибровочного сигнала, А — измеренная амплитуда калибровочного сигнала, Программа приема информации позволяет принимать информацию с блока 7 в память блока 3 с заданной частотой и заранее отведенный массив памяти.

Частота приема устанавливается временем паузы, определяемым программой калибровки частоты приема.

Определение спектральной плотности S(f) (фиг. 7) проводится при по мощи прямого:преобразования Фурье

2п К ((х,.cos — — ) +

1 =1

2 А с

N н 2 К

a, = x,cos — — и Ь = х.sin -" — н и позволяет определить спектральные со ст авляющие где К вЂ” номер гармоники;

N — количество измерений исследуемой реализации, 5 14

Формула изобретения

Устройство сбора и обработки результатов ударных испытаний, содержащее датчик, блок воспроизведения ударной нагрузки, аналого-цифровой преобразователь и блок управления и спектральной обработки, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения точности обработки, в него введены датчики, блок буферной памяти, генератор..опорных сигналов и коммутатор, а блок управления и спект, ральной обработки содержит средства начальной калибровки измеряемых па-!

62361 ° 6 раметров, выходы всех датчиков и первый вход генератора опорных сигналов соединены с информационными входами

5 блока буферной памяти выходы котороЭ го соединены с информационными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-,öèôðîâîãî преобразователя, выход которого соединен с информационным входом блока управления и спектральной обработки, второй выход генератора опорных сигналов соединен с входом запуска блока воспроизведения удар1б ной нагрузки.! 462361

1462361

14б2361

Начало йет ейл,45ит око

Нет

А апик

vema еарнони !од

Stop

Nue 7

Фцг г

В

У

Иод исяоднви данн>и

Рабочее число л а ерр

Монечмегй. uPper чоссибЬ уЯтра Ю на чаланий адрес «раненил caserne амик еостабаеоеоик л4» гоО

Ю лер ои варнаки ни у ° 1

@ ние а аеа пеое регации к гсвг гп и sin и л диод начольноео адресo удара Оа айумние peeuempod ноиолленил ал. иди

Обнуление одресод обраценил н нассим (мо v Ф4/7 луч Di лфь а ео оита ие намети и нреФание

Олределение ноэд> ищиента а рве

Олределение нозднриииента оуро е д»

Аа Анализ адреса пбраренил аи лом опре глеиие адреса оороиенил и наггиоу сое v ио Л га -.оо л и л - ко - МОО иа био а ооотод Д, йяа ооо

Аа

npe enewue гнеитралоно госта еи варнониии „Ф„ и заклинание ее

vs числа еарнонии е„а и el

1462361

rgl

f2

s(gg

ОФ

03

02

04.

40 >0 И 70 80 . Ю 100

Фиг. > 7 rg

Составитель А. Ушаков

Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор С.У!екмар

Заказ 7! 6/50 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский камбинат " Патент", г. Умгород, ул. Гагарина, 101