Патент ссср 163507

 

E. H. Поп."ляш, Е. К, Мельников, А. Ф. Фокин, H. Н. Дидух, Ю. И, Мартынов, В. Ф. Серов, В. Ф. Лаптев и Л. А. Бем

АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГИСТРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА (АРС) 1

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ, РЕГИСТРАЦИИ И ОБРАБОТКИ ФИЗИ ЕСКИХ

ВЕЛИЧИ11

Известна автоматическая регистрирующая система (ЛРС) для измерения, регистрации и обработки физических величин, преобразованных датчиками электрических сигналов, включающая бортовую часть и наземную часть.

Бортовая часть записывает электрические сигналы на магнитную ленту методом частотной модуляции с пространственным разделением каналов. 11аземная часть содержит устройство воспроизведения, блок просмотра и графическос многонерьсвос и коднрующее устройства.

11редлагаемая автоматическая регистрирующая система отличается от известных тем, что она снабжена устройством для синхронного изменения частоты опроса при кодировании и скорости ленты в накопителе кодированной информации, кваитующим устройством для преобразования непрерывного сигнала в «омер пишущего элемента безынерционного многоперьевого самописца н функциональlIbIM преобразователем для линеаризацни характеристики тракта. Устройство для синхронного изменения частоты опроса н скорости ленты содержит круговой задатчик тактовых импульсов, ось которого жестко связана с ведущим роликом накопителя и приводится в движение от одного двигателя через редуктор.

Квантующее устройство для преобразования непрерывного сигнала в номер пишущего элемента безынерционного многоперьевого самописца выполнено в виде схемы взаимосвязанных полупроводниковых ячеек, в которых эмиттеры входных триодов соединены с выходом усилителя постоянного тока, а их базы подключены к потенцнометрам. Каждая ячейка содержит усилительные каскады н выходные триоды, базы которых соединены с эмиттерами аналогичных триодов последующих каскадов, а в их коллекторные цепи включены магнитные головки графического устройства.

Функциональный нрсобразоватсль для липсарнзации характеристик тракта выполнен в виде усилителя с отрицательной обратной связью, содержаЙ ей две соединенные соответственно параллельно и последовательно группы днодпо управляемых сопротивлений. Вслнчина сопротивлений нзменяегся ползунками, выведенными на панель управления.

Такое выполнение автоматической регистрирующей системы позволяет увеличить ее быстродействие, расширить частотный,диапазон и линеаризовать ее выходные характеристики при нелинейных исходных характеристиках датчиков.

На фиг. 1 изображена блок-схема предла-! гаемого устройства; иа фиг. 2 — принципиальная схема функционального преобразователя; уо о1635)0 t на фиг. 3 — схема линеаризации x;ip;»(Tepttстик д»тчикд; и» фиг, 4 — прницши(альндя схема квднтующего устройств»; иа фиг. 5— блок-схема устройства для синхронного изм ((c)i!i!1 частоты опроса при кодировании )I скорости ленты в накопителе кодированной информации.

Лвтоматическая регистрирующая система (ЛР(.) прсдиа:шачсиа для регистрации на борту летающего об(ектд различных физических вслн lllll и для последу(0(licfl автомати icской ti;I:tc((«ioii обр»ботки результатов измерен и !. электрические сигналы п датчиков 1 (фиг.

1) поступают в модулятор 2 иа п каналов н ирсобразу(отся в частотно-модулированные электрические колебания, которые через блок

3 питания и контроля поступают иа магнитныи самописец 4 и записываются в нем иа магнитную ленту. Для нанесения отметок времени использу(отся обы шые бортовые электри(сские ч»сы 5, Г1ит»ние бзртовой части А систсмы осуи(сствляется от бортовой сети через стабилизатор 6 частоты и преобразователь

7 напряжения. Управляется ЛРГ пультом 8 уирдилсиия. (хсмд 1(oIITpoJIII н б)локс 8 II!IT»"

l11ltl и l(o(ITpoJIII позволяет производить Визуальное наблюдение зд работой каждого канала по контрольному прибору. В блоке 8 пит»ния it контроля установлен прибор, проверяющий работу каждого из и каналов перед вы ic)o;i. В бортовую часть А входит также блок 9 калибровки, автоматически подающий нулевой и максимальный уровни сигнала иа

I(I;tt.It(iTttbti сдмописсц 4 в начале каждого ре>кимд, то есть в начале каждого запуска аии:)р;)туры на борту.

K,IcceT;t с мапштной лентой, снятая с магнитного самописца 4, передается в наземную ч»сть Б системы и устанавливается на устройстве 10 воспроизведения. Устройство 10 воспроизведения преобразует информацию, записаину(О в виде частотно-модулированного сигналя, в величину напря>кения постоянного ток». Это идпря>кение поступает в блок 11 просмотра. Il» экране осциллоскопд блока 11 просмотра мо>кио набл(оддть график изл(сneния измеряем(>й величины. Г1ри этом на приборном щитке устройства 10 воспроизведения визуальиыс счетчики отсчитывают и показывают номера секунд, в течение которых производится непрерывная регистрация, и номера режи мов.

Отобранная часть материала, представляюн(ая инт(рес для дальнейшей обработки, направляется через функциональный преобразователь 12 в квантующее устройство 18 и далее на безынерционный миогоперьевой самописец 14. (1) уll l((1110113JI bi lb((i и р oo p;130() 3TcJI b ((1) и Г. 2) сл, ж(гг для ли)гсаризации характеристик датчиков. Oи ) ир(1()лист коэ(1)(рицнситОм у силе ния усилителей, вкл(оченных в измсрнтсльну(О испь.

Б цспь отрицательной обратной связи функI(11011 1ЛЫ1ОГО IIpC0бр3зОв11TCЛ>(, ВЫ((ОЛ1((. и ilо(О нд усилителе постоянного тока, пардллслш(о сопротивлсш(ям !5 и !6 включены две группы

Jl i(0, !i(0 У И Р (11)Л)1(ХI ЬI Х CO(I POT(I HJIC(i (il(. (11)Р»ЛJICJlbliO cOIlpOTlll)JlclililO 15 I)((JItO tCll3 груни(1 CÎпротивлений 17, 171 и 13, cooTBCTCTI)clt((o соединенных последовательно и параллельно и управляемых диодами 19. Параллсльно сопротивлению 16 включена группа соед(шенных соответственно параллельно и последовательно сопротни iei(IIi 20 и 21, которые управляются диодами 22.

Коэффициент l(0, усиления усилителя с обRo ратной связью равен 1(„=1+ —; где Ro — ве1 с личина сопротивления 16, R,— величина сопротивления 15.

Лвтоматически изменяя I)cличину сопротивлений 15 и 16 I(totl(Io )ïp»BJ t(cìü(Mø группами сопротш лений 17, 171, !8 и 20, 21, можно в широких пределах менять коэффициент усиления, Включение !(водно управляемых сопротивлений в цсп ° обратнои связи усилителя постоянного ток» позволяет настроить функциональныйй преобразователь на исправление различного вида нелинейных характеристик датчиков.

11а фнг. 3 показан» нелинейная характеристика О!2,!4507 д»тчика к линейной 0! 2 8) 4 5

6 7 . Для настроики функционального прсобразоватсля 113 испрдиленис такой х»р ll(T(. ðèстики производят следующие oticp»((èè. 11»раллельно оси выходного сигнал» (!,„„д,(тчика, зависящего от измеряемой датчиком физической величины, наносят ось выходного (ипряжения U, исходя из того, что максимальное значение Ugo) q должно соответстгн)и»ть

Ucttg — — 51,2 о, что, B свою очередь, соответствует максимальному номеру 256 иишущсп) элсмситд бсзыисри(ипигого м!!О(он(рьсиого с;1моинсиа 14 (фиг. 1). 11роводят ирямун) 0 — t>, к которой иркно привести характеристику датчика. Лппроксимируют характеристику отрезками 0 — 1, 1 — 2; 2 — 3 ... 6 — 7 с возможно меньшей погрешностью. Определя(от здпи1)д(0щие напряжения Ui — (!(), нанесенные на оси ординат характеристики датчика, необходимые для запирания диодов 19 и 22 (фиг. 2).

Запирающие напряжения U! — Uo устанавлнва(от переменными сопротивлениями !8 и 20.

Необходимый наклон отрезка 0 — I задают сопротивлением 16, Отрезок 0 — должен при этом совместиться с отрезком 0 — 1!. Как видно из фиг. 3, на вход функционального преобразователя нужно подать напряжение U(=

=1/„=--1в, а иа выходе получить U„„= 4в, что соответствует номеру 20 элемента многопсрьевого самописца 14. Наклон отрезка I — 2 задается сопротивлением 17((фиг. 2). Для этого иа вход усилителя подается напряжение

U =--2 в, а на выходе устанавливается U

=-11 в, соответствующее номеру 55 элемента миогоперьевого самописца 14.

Наклоны остальных отрезков задаются аналогично.

Усиленный и лииеаризироваииый сигнал кваитуется в устройстве 13 по уровню для того, чтобы его можно было зарегистрировать ия безынерционном л(иогоперьсвом самописце

14.

Кваитующее устройство (фиг. 4) разделено на лве одинаковые половины, которые могут вкл(очаться последовательно и параллельно.

При последовательном включении квантование осуществляется по 2(т(6 уровням и вычерчивястся олин график, При параллельном вкл(очении квантование осуществляется по 128 уровням и вычерчивается два графика иа миогоперьсвом самописце, В I(a÷aëh((ûé момент, когда измеряемая величина U„,==:=0 и соответственно ей U„,z =О, триоды 23(†2: заперты уровнями e(— е»1 напряжения, соответственно равными О; 02;

0,4... 266 в. Выходные триоды 24,— 24»в вкл(очеииые между точками а, б, в, г, также заперты, так как разность напряжений между этими точками равна О. В коллекториые цепи триодов 24(— 24»8 включены магнитные головки 25,— 25»((графического многоперьевого устройства. В момент U,„=O оии обесточсшя, 11усть измеряемая величшга У„„увелич((лясь так, что после усиления в усилителе постоянного тока УПТ Upgz =0,2 в, Триол 23( открывается, и усиленная триодами 26 н 27( ступень квантования U« —— 0,2 в повышает напряжение в точке а от — 14 в до О.

11япряжеиие в точке б по-прежнему остается равным — !4 в, так как. триол 28(заперт.

Триод 24(, получивший отрицательное смещение, отпирается и в его ко1злскториой цепи, солержащей магнитную голэвку 25(, протекает ток порядка 10 — 12 иа.

Предполо>ким, что измеряемая величина

U„, еще увеличилась и после усиления в УПТ

U =0,4 в. Откроется триод 23.. и усиленная триолями 26, и 27у ступень квантования повышлет ияпря>кение в точке б от — 14 в до О.

В точке в напряжение равно 14 в, так как триод 23(заперт. Триод 24(закрывается, так кяк напряжение между точками а и б стало равным О, и на него не подается отрицатель((ое смещение. Триод 24, получивший отрицательное c((n((e((((e между точками б и в, отпирается. В дальнейшем при увеличении U „ процесс протекает аналогично.

Для контроля работы схемы в коллектор. иые цепи триодов 24(— 24»((вкл(очеиы мя.чогабаритиые реле 28(— 28(.(, включа(ощис сигнальп((е лампочки 29(— 29„(, номера которых соответствуют номерам включенных магнитных головок.

Кваитующая схема содержит также блок 29 питания.

Если для обработки информации применяются цифровые вычислительные мяипшы (ICBM), то информация с устройства воспроизведения направляется в ннх или непосредственно, или после прохожлсиия через функционяльныи преобразователь, Для ввода информации в ЦВМ применяется кодирую(нее устройство 80 и накопитель 31 (фиг. 1) кодированной ииформя иии. Гни xpn((uoc ((a((((.((c((nc частоты опрос;(при ко (про((янин и скорости ленты в накопителе кодированной информации осуществляется с помоиц (o устр((йстпа 32. Это устройство для синхронизации частоты (фиг. 5) солержит круговой задятчик 83 тактовых импульсов, ось 31 которого жестко связана с ведущим роликом 35 накопителя кодированной информации н приводится в движение двигателем

3á через редуктор 37.

К круговому задатчику 33 подключен формирователь 38 тактовых импульсов.

Предмет изэбретеиия

1. Лвтомятцческая рсгистрируюшзя система (ЛРС),(чs(измерения, регистрации и 0C(работки физических величии, прс(бразокяип((х датчиками электрических сигиялоп, вилю (я юи(я я бортопу(0 1ясть, п p0((a((ol((1(((l 10 3 зпись электрических сигналов 1(a мяги((тиую ленту методом частотной модуляции с пространственным разделением каналов, и иазсми,0 часть, солер>кащую устройство воспроизведения, блок просмотра, графическое миогоперьевое и кодирующее устройства, о т л и ч яю ща яся x((n(, что, с целью увеличения быстролействия, расширения ее частотного диапазона, лииеяризяции ее выходных хярактсрис(ик при наличии нелинейных исходпь(х характеристик датчиков, повышения точности регистрации и обработки измеряем(.(х физичес.:их величин, оиа снабжена устройством лля синхронного изменения частоты опроса при кодированиЙ и скорости ленты в накопителе кодированной информации, квантующим устройством для преобразования непрерь(виого сигнала в номер пишущего элемента безынерционного мйогоперьевого самописца и функииоиальным преобразователем для линеаризации характеристик тракта.

2. Устройство по п. I, отл ич а юще е с я тсч, что устройство для сиихро!. изации изме1!гния частоты опроса при кодир )нанни и скорости ленты в накопителе коди рованной информации содержит круговой задатчик тактовых импульсов, ось которого жестко связана с иду!цим роликом накопителя и приводится в движение от одного двигателя через редуктор.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что квантующее устройство выполнено в виде схемы взаимосвязанных полупроводниковых ячеек, в которых эмиттеры входных триодов соединены с выходом усилителя постоянного тока, а их базы подключены к потешгиомстрам, причем каждая ячейка содержит усилительиь!е каскады и выходные триоды, базы которыл соединены с эмиттерами аналогичн!!х триодов последующих каскадов, а в их коллекториые цепи вкл!очены магнитные головки графического устройства.

4. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что фу! кциональный преобразователь наземной части системь! выполнен в виде усилителя с отрицательной обратной связью, содержащей две соединенные соответственно параллельно и последовательно группы диодно управляемых сопротивлений, величина которых изменяется ползунками, выведенными на панель управления.

Фиг 1

Ж 163570

Фиг.5

Составитель М Грибова

Техрсд Ю. В. Баранов

Корректор О. И. Попова

Редактор П. Шанин

Типографии, пр, Сапунова, 2

Подп. к печ. 11/1 — 65 г. Формат бум. 60)(90 /а Объем 0,56 изд, л.

Заказ 3125/16 Тираж 750 Кена 5 коп

ЦН11ИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, 1.центр, пр. Серова, д. 4