Устройство для определения динамических характеристик объектов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. До начала испытаний в программируемый блок управления заносится программа испытаний и образцы сигналов, которые в процессе испытаний подаются на объект через блок масштабирования по амплитуде, управляемый программируемым блоком управления. Блок вычислений обрабатывает принятый с объекта отклик и рассчитывает динамические характеристики. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1471098 À1 (51)4 С 01 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4066769/24-28 (22) 14.02.86 (46) 07.04.89 ° Бюл, № 13 (72) А.С,Вавилкин, В.А.Вараксин, P,Н.Дятлов, В.Б.Красный и Э.М.Шишов (53) 620. 178,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 868396, кл. G 01 M 7/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства за счет формирования сигналов возбуждения заданной произвольной формы.

На фиг ° 1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема программируемого блока управления; на фиг.3 схема блока управления передачей цифрового кода.

Устройство содержит программируемый блок I управления, блок 2 формирования сигнала возбуждения, состоящий из последовательно соединенных блока 4 управления передачей цифрового кода, второй вход которого подключен к выходу таймера 3, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 5 и блока 6 масштабирования по амплитуде, возбудитель 7 колебаний, установленный на нем объект 8 с размещенными зовано в машиностроении. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. До начала испытаний в программируемый блок управления заносится программа испытании и образ, цы сигналов, которые в процессе испытаний подаются на объект через блок масштабирования по амплитуде, управляемый программируемым блоком управления. Блок вычислений обрабатывает принятый с объекта отклик и рассчитывает динамические характеристики.

3 ил.

2 на нем датчиками 9, выходы которых подключены к сигнальным входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП)

10, управляемый вход которого подключен к программируемому блоку 1 управ-.

Ьаю4 ления, а выход — к входу блока 11 оперативной памяти, последовательно 4 соединенным с блоком 12 вычислений, управляющий вход которого подключен к программируемому блоку 1 управле- i(g}

I ния. Управляющие входы таймера 3, QO блока 6 масштабирования по амплитуде, АЦП 10, блока 11 оперативной памяти и первый вход блока 4 управления передачей цифрового кода подключены к выходам программируемого блока 1 управления.

Блок 1 управления (фи. .2) состоит из схемы переписи очередной записи программы испытаний на служебные регистры, блока 13 оперативной памяти,. элемента 14 задержки, счетчика 15 циклов и генератора 16 тактовых им1471098 пульсов. В схему переписи входит триггер,.17 управления, выход которого соединен с управляющими входами счетчика 18 длины записи программы ,испытаний и счетчика 19 текущего адреса записи программы испытаний. Выход счетчика 19 текущего адреса записи программы испытаний соединен с первым адресным входом блока !3 оперативной памяти, выход счетчика 18 длины записи соединен с входом дешиф-, ратора 20 адреса, а выход переноса поступает на вход разрешения таймера

3 и на R-вход триггера 17 управления, 15 а также через элемент ИЛИ 21 поступает на вход загрузки этого же счетчика °

Первый выход дешифратора 20 адреса соединен с первыми входами схем

22 и 23 анализа признаков "Конец программы испытаний" и "Запрещение обработки", выполненных на элементах

И, второй выход соединен с входом загрузки счетчика 15 цикла, а тре- 25 тий — шестой выходы — с управляющими входами блоков 3,4,6. Выход элемента

И 23 соединен с управляющим входом блока 12 вычислений, а выход элемен.та И 22 " с вторым S-входом триггера 30

17 управления. Сигнал через элемент

ИЛИ 24 поступает на вход загрузки счетчика 19 текущего адреса записи и через элемент ИЛИ 21 — на вход загрузки счетчика 18 длины записи.

На второй вход элемента ИЛИ 24 и соединенного с ним первым S-входом триггера 17 управления подается сиг" нал "Пуск".

Второй адресный вход. блока 13 one- 40 ративной памяти соединен с информационным выходом блока 4 . Выход таймера 3 соединен с управляющим входом

АЦП 10 и через элемент 14 задержки с управлякщим входом блока 13 оперативной памяти.

Выход блока !3 оперативной памяти соединен с информационным входом счетчика 15 циклов, вторыми входами схем 22 и 23 анализа признаков "Ko" нец программы" и "Запрещение обработки" и информационными входами блока

4 управления передачей цифрового кода.

Выход генератора 16 тактовых импульсов соединен с тактовым входом таймера 3 и счетными входами счетчи ков 18 и 19 соответственно длины за писи программы испытаний и текущего адреса программы испытаний.

Счетный вход счетчика 15 соединен с выходом блока 4, выход переполнения счетчика 15 циклов соединен с третьим S-входом триггера 17 управления, управляющим входом блока ll оперативной памяти и входом запрета таймера 3.

Блок 4 управления передачей цифрового кода (фиг.3) состоит из счетчика 25 длины образца, счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика 26 текущего адреса образца и с выходом таймера 3 через элемент

27 задержки, выход переполнения — с входом счетчика 15 циклов, а также через первый вход элемента ИЛИ 28— с входом загрузки того же счетчика и входом загрузки счетчика 26 текущего адреса образца. Второй вход элемента

ИЛИ 28 соединен с выходом счетчика

l8 длины запи и. На третий вход элемента ИЛИ 28 через элемент 29 задержки поступает сигнал "Пуск". Вход управления регистра 30 начального адреса образца соединен с третьим выходом дешифратора 20, а информационный вход этого регистра соединен с выходом блока

13 оперативной памяти. Выход регистра

30 соединен с информационным входом счетчика 26 текущего адреса образца, а выход последнего — с .вторым адресным входом блока 13 оперативной памяти .

Выход таймера 3 соединен через элемент 27 задержки с управляющим входом регистра 31 образца сигнала.

Информационный вход этого регистра соединен с выходом блока 13 оперативной памяти, а его выход — с первым входом сумматора 32, второй вход этого сумматора подсоединен к выходу регистра 33 постоянной составляющей сигнала, а его выход — к входу ЦАП 5.

Информационный вход регистра 33 постоянной составляющей сигнала соединен с выходом блока 13 оперативной памяти, а управляющий вход этого регистра подсоединен к шестому выходу дешифратора 20.

Устройство работает следующим образом.

До начала испытаний в блок 13 оперативной памяти заносятся образцы сигналов (по одному периоду для каждого вида периодического сигнала), которые будут использоваться в дан5 14 ном испытании для формирования сигналов возбуждения, и программа испытаний. Каждая запись программы описывает конкретный сигнал возбуждения и содержит информацию о виде периоди- ческой компоненты данного сигнала (со ссылкой на соответствующий обра—

,зец) и его параметрах (частота, амплитуда, уровень постоянной составляющей сигнала, продолжительность выдачи сигнала, выраженная числом циклов отработки данного образца) . Длины образцов и записей программы испытания фиксированы и не зависят от вида сигнала. Первое слово записи может содержать признаки Конец программы" и "Запрещение обработки". Не обрабатываются сигналы, используемые для калибровки возбудителя колебаний; перевода объекта в другое статическое положение, визуального анализа отработки данного сигнала возбуждения. По признаку "Конец программы программа испытаний начинает отрабатываться заново с первой записи. Этот процесс повторяется до получения сигнала "Останов" с пульта оператора проведения испытаний (не показан), По получении сигнала Пуск" с пульта оператора проведения испытаний начинает работать схема переписи блока 1 управления, которая переписывает информацию иэ записи программы испытания на регистры соответствующих блоков. В счетчик 15 заносится число циклов отработки образца, в регистр 30 — начальный адрес образца, на таймер 3 — уставка, соответствующая временному интервалу между двумя последовательными цифровыми значениями сигнала, в блок 6 масштабирования — масштаб по амплитуде сигнала возбуждения, в регистр 33 — величина постоянной составляющей сигнала возбуждения.

Схема переписи работает следующим образом. Сигнал "Пуск" поступает на первый S-вход триггера 17 управления.

Триггер 17 разрешает работу счетчи" кам 19 текущего адреса записи и 18 длины записи. Счетные импульсы на счетчики 18 и 19 поступают от генератора 16 тактовых импульсов. Сигнал от счетчика 18 поступает на дешифратор 20 и разрешает перепись очередного слова записи программы испытания в соответствующий регистр ° Адрес этого слова в блоке 13 оперативной памя71098

55 ти указывается текущим состоянием счетчика 19 .текущего адреса записи.

После иереписи всех слов очередной записи программы испытания с выхода переноса счетчика 18 поступает импульс на R-вход триггера 17, который запрещает работу счетчикам 18 и 19 одновременно возобновляется исходное состояние счетчика 18. Считывание следующей записи программы испытания будет возможно только после исчерпания счетчика 15 циклов, выходной им-. пульс которого поступает на третий

S-вход триггера 17 и разрешает работу счетчикам 18 и 19. Если в первом слове очередной записи присутствует признак Конец. программы", с выхода схемы 22 анализа поступает сигнал на второй $-вход триггера 17 и через элемент ИЛИ 24 на вход загрузки счетчика 19. В результате загрузки текущее состояние счетчика 19 заменяется адресом начала программы испытания, и вновь начинает переписываться первая запись программы испытания.

По окончании переписи первой записи программы испытания схемой переписи сигнал ".Пуск" через время, определяемое элементом 29 задержки и достаточное для срабатывания схемы перепи" си блока 1, поступает на входы за груэки счетчиков 25 длины образца, 26 текущего адреса образца и управляющий вход таймера 3, в результате чего в счетчик 25 заносится постоянное значение длины образца, в счетчик 26 переписывается значение начального адреса массива значений образца из регистра 30, которое заносится туда схемой переписи блока 1, и запускается таймер 3. Последующие занесения информации в счетчики 25 и 26 происходят по сигналу, поступающему с выхода переноса счетчика 18 длины записи. По приходу счетного импульса от таймера 3 содержимое счетчика 25 длины образца уменьшается на единицу, а содержимое счетчика 26 текущего адреса образца увеличивается на единицу и указывает адрес следующего значения образца в блоке 13 оперативной памяти. По сигналу от таймера 3 через время, определяемое элементом 27 задержки и -достаточное для выполнения цикла чтения блока 13 оперативной памяти, текущее значение образца переписывается в регистр 31 и с него поступает на первый вхор

1471098 сумматора 32. На другой вход этого сумматора поступает значение постоянной составляющей сигнала возбуядения, находящееся в регистре 33. Результирующее значение поступает с выхода сумматора 32 на вход ЦАП 5.

По исчерпании счетчика 25 длины образца с выхода переноса этого счетчика поступает сигнал на входы загрузки счетчиков 25 и 26 и на счетный вход счетчика 15, происходит перезапись содержимого счетчиков 25 и 26, содержимое счетчика 15 уменьшается на единицу и начинается отработка следующего периода. сигнала возбуждения. Отклик объекта 8 на данный сигнал возбуждения с датчиков 9 преобра4 зуется АЦП 1О по сигналу от таймера

3 и записывается в блок 11 оператив-, ной памяти, По исчерпании счетчика

15 циклов останавливается таймер 3, в результате чего прекращается выдача на объект сигнала возбуждения и прием отклика с объекта, после чего схема переписи блока 1 управления перенастраивает соответствующие блоки ус гройства на передачу следующего сигнала возбуждения в соответствии с программой испытаний. Параллельно с передачей сигнала возбуждения блок

12 вычислений обрабатывает (если нет запрета на обработку от схемы 23 анализа при наличии признака "Запрещение обработки" ) принятый с объекта отклик на предыдущий сигнал возбуждения и рассчитывает динамические (амплитудные и фаэовыв) частотные характеристики, Формула изобретения

Устройство для определения динамических характеристик объектов, содержащее блок формирования сигналов возбуждения, возбудитель колебаний, датчики, устанавливаемые на изделии, и последовательно соединенные многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), измерительные входы которого подключены к датчикам, блок оперативной памяти и блок вычислений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет формирования сигналов возбуждения произвольного вида, оно снабжено программируемым блоком управления, состоящим из схемы переписи очередной

55 записи программы испытания на служебные регистры, первого элемента задержки, второго блока оперативной памяти, счетчика циклов и генератора тактовых импульсов, блок формирования сигнала возбуждения содержит таймер, последовательно соединенные блок управления передачей цифрового кода, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и блок масштабирования амплитуды, в схему переписи входит триггер управления, выход которого соединен с управляющими входами счетчиков текущего адреса записи и длины записи, выход счетчика текущего адреса записи соединен с первым адресным входом второго блока оперативной памяти, выход счетчика длины записи подключен к входу дешифратора адреса, а выход переноса — к входу разрешения таймера, R-входу триггера управления и первому входу первого элемента ИЛИ, первый выход дешифратора адреса соединен с первыми входачи блоков анализа признаков "Конец прог раммы испытаний" и "Запрещение обработки", второй выход — с входом загрузки счетчика циклов, выход блока анализа признака "Конец программы испытаний" соединен с вторым S-входом триггера управления и через первый вход второго элемента ИЛИ вЂ” с входом загрузки счетчика текущего адреса записи и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу загрузки счетчика длины записи, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом таймера и счетными входами счетчиков текущего адреса записи и длины записи, выход переполнения счетчика циклов соединен с третьим S-входом триггера упраВления, управляющим входом блока оперативной памяти и входом запрета таймера, блок управления передачей цифрового кода. состоит из счетчиков текущего адреса и длины образца, второго и третьего элементов задержки, третьего элемента ИЛИ, регистров начального адреса образца, периодической и постоянной компонент сигнала и сумматора, входы загрузки счетчиков адреса и длины образца через первый вход третьего элемента

ИЛИ подключены.к выходу переполнения счетчика длины образца и счетному входу счетчика циклов, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к вы147 i098

io ходу переноса счетчика длины записи, третий вход третьего элемента ИЛИ подключен через второй элемент задержки к второму входу второго эле" мента ИЛИ и первому S-входу триггера

5 управления, управляющий вход регистра начального адреса образца соединен с третьим выходом дешифратора адреса, а выход этого регистра — с ин- tð формационным входом счетчика текущего адреса образца, выход которого соединен с вторым адресным входом второго блока оперативной памяти, первый и второй входы сумматора под- 15 ключены к выходам регистров периодической и постоянной компонент, его выход — к входу ЦАП, информационные входы счетчика циклов, регистров начального адреса образца, периодичес- () кой и постоянной компонент и вторые входы блоков анализа признаков "Конец программы испытаний" z» "Запрещение обработки" соединены с выходом второго блока оперативной памяти, четвертый, пятый, шестой выходы дешифратора адреса соединены с управляющими входами соответственно таймера, блока масштабирования амплитуды, регистра постоянной компоненты, к выходу таймера подключены управляющий вход АЦП, управляющий вход второго блока оперативной памяти — через первый элемент задержки, счетные входы счетчиков адреса и длины образца и управляющий вход регистра периодической компоненты — через третий элемент задержки, выход блока анализа признака "Запрещение обработки" соединен с управляющим входом блока вычислений.

1471098

Составитель А.Куликов

Редактор С.Пекарь Техред g.Пидык Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 1601/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101