Регистратор максимальных перегрузок

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения и регистрации максимальных значений перегрузок. Регистратор содержит источник входного сигнала 1, два элемента задержки 2 и 6, выпрямитель 3, фильтр 4, управляемый ключ 5, цифровой компаратор 7, усилитель 8, регистр памяти 9, дешифратор 10, элемент индикации 11. аналоговый запоминающий элемент 12, аналого-цифровой преобразователь 13. тумблер 14 Питание кнопку 15 Индикация и кнопку 16 Начальный сброс. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861232/21 (22) 20.08.90 (46) 23.09.92. Бюл. М 35 (71) Московский институт теплотехники (72) Ю.Й.Купренков (56) Авторское свидетельство СССР й. 1413710,-кл. Н 03 К 5/153, 1986. (54) РЕГИСТРАТОР МАКСИМАЛЬНЫХ ПЕРЕГРУЗОК (57) Изобретение относится к измерительнцй технике и может быть использовано для Ы, 1764154 А1

2 определения и регистрации максимальных значений перегрузок. Регистратор содержит источник входного сигнала 1, два элемента задержки 2 и 6, выпрямитель 3, фильтр 4, управляемый ключ 5, цифровой. компаратор 7, усилитель 8, регистр памяти

9. дешифратор 10, элемент индикацйи 11; айалоговый запоминающий элемент 12, аналого-цифровой преобразователь 13. тумблер 14 "Питание", кнопку 15 "Индйкация" и кнопку 16 "Начальный сброс". 1 ил.

1764154

30

3

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения и регистрации максимальных значений перегрузок.

Наиболее близким теxíè÷åñêèì ре- 5 шением. является устройство выделения экстремумов сигнала, содержащее аналого" цифровой преобразователь, регистр памяти, цифровой компаратор, первый и второй формирователи импульсов, элемент ИЛИ, 10 два 0-триггера и связи между ними (Н 03 К.55/153, а.с, 1413710 — прототлп).

Основные недостатки устройства: не обеспечивается микромощное потребление регистратором от источника питания в перибд времени эксплуатации, Однако при измеренил и регистрации различных физических йроцессов, напри-. мер ударных воздействий на радиоэлектронную аппаратуру,:стекло и т.д:. при транспортных перевозках, погрузочно-разгрузочных работах; необходимо измерять значения максимальных перегрузок, кото-рые воздействовали на обьект за контролируемое время и сравнивать эти значения с предельно допустимыми. Например, если нэ контейнер с хрустальной посудой Во время погрузочно-рэзгрузбчнь1й работ воздействовала перегрузка 50g в диапазоне частот

1 — 50 Гц и она измерена и зарегистрирована, то грузополучателю на станции назначения нет необходимости вскрывать этот контейнер, чтобы убедиться, что там все разбито.

Вместе с тем, при транспортных перевозках время, в течение которого необходиМо регистрировать значения максимальных перегрузок, исчисляется десятками суток и более, поэтому регистратор должен иметь микромощное потребление от источника питания, что B свою очередь обеспечит его малые габариты и вес. Целью изобретения является увеличение энергоресурса за счет включения регистратора только при появлении перегрузки и постоянной подзарядки источника питания.

На чертеже представлена функциональная схема регистратора, Устройство содержит источник 1 входного сигнала, первый элемент 2 задержки, выпрямитель 3, фильтр 4. управляемый ключ 5, второй элемент 6 задержки, цифровой коммутатор 7, усилитель 8, регистр 9 памяти, дешифратор 10, элемент 11 инд|лкации, аналоговый запоминающлй элемент

12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, тумблер "Питание" 14; кнопку 15

"Индикация", кнопку 16 "Начальный сброс", при этом выход выпрямителя 3 является плтающей шиной регистратора, а также соединяется через нормально разомкнутые контакты тумблера 14 "Питание" с первым входом управляемого ключа 5, а через нормально разомкнутые контакты кнопки 15

"индикация" соединен с вторыми входами дешифратора 10 и элемента 11 индикации, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 10, вход же выпрямителя 3 соединен с выходом первого элсмента 2 за держки, вход которого соединен с выходом источника 1 входного сигнала и с входом фильтра 4; выход которого соединен с вторым входом ключа 5, а также через второй элемент 6 задержки соединен с первым входом усилителя 8, выход которого соединен с . первым входом аналогового запоминающего элемента 12, второй вход которого соединен с вторым входом регистра памяти 9, и через нормальйо разомкнутые контакты кнопки 16 "Начальный сброс" — с общей шиной; а выход аналогового "àïîìèíàþùåãî элемента 12 соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 13, первый вход:которого соединен с вторым входом усилителя 8, а также с выходом ключа 5 и первым входом цифрового компаратора 7, второй вход которого соединен с первым входом деLUифра тора 10 l1 с Bb!ходом регистра памяти 9, первый вход которого соединен с выходом цифрового компараторэ 7, третий вход которого соединенс выходом аналого-цифровогс. преобразователя 13.

Источник входного сигнала предназначен для преобразования механлческих перегрузок в электрический сигнал. В качестве источника входного сигнала возможно применение различных серийно выпускаемых датчиков перегрузок, например пьезодатчик типа АН С-014-03 л т.д.

Злементы задержки, предназначенные для задержки во времени входного сигнала

Злемент задержкл выполнен по известным схемам, например, пассивныл элемент задержки на RC-цепочке, Также возможно прйменение серлйно выпускаемых.

Выпрямитель предназначен для выпрямления переменного напряжения от источника входного сигнала 1 в постоянное напряжение, предназначенное как для подзарядки источника питания, так и для питания регистратора. Выпрямитель собран по известной схеме, возможно применение стабилизатора и умножлтеля напряжения, собранных по известным схемам, которые также являются составной частью выпрямителя.

Фильтр предназначен для фильтрации входного слгнала и подавления сигналов помех. В качестве фильтра возможно прима

1764154

6 нейие как серийно выпускаемых, так и со- подачи напряжения питания йа.элементинбранных по известным схемам, например дикации. фильтр Бесселя нижнихчастот, RC-фильтри :Кнопка "Начальный сброс" предназнат.д. -: . чена для стирания (обнуления) содержимого

Управляемый ключ предназначен для 5 регистра памятй9 и аналогового ЗУ 12. коммутирования напряжения питания- при ": Устройство работает следующим обрапоявлении входного сигнала, т.е. подсоеди- зом: нение напряжения питания к элементам ре- Перед началом работы необходимо гистратора только на время появления на включить тумблер 14 "Питанйе" и нажать входе маломощного сигнала (например, в 10 кнопку16 "Начальныйсброс" для обнуления несколько десятков мВ). содержимого регистра памяти 9 и аналогоЦифровой коммутатор предназначен ваго ЗУ12. для сравнения чисел, например, числа А и При измерении перегрузок на выходе числа В, Компаратор имеет выходы резуль-.: источника входного сйгнала 1 (датчика), устатов анализа, например, Ар В, А = В, А<В. 15 тановленного на объекте испытания, наприВ качестве цифровогокомпаратора возмож- мер, на контейнере. перевозимом но применение микросхем: К555 СП1; К 531 . железнодорожным транспортом, появляет-

СП1; К 561 ИП2 и т.д. ся электрический сигнал, пропорциональ Усилитель предназначен для усиления ный величине мехайических перегрузок. входного сигнала, а также для согласования 20 Этот сигнал поступает на вход фильтра 4. входных и выходных цепей, Усилитель со- где он фильтру. гся и одновременно подавбран по известной схеме. В качестве усили- ляются сигналы -помех. Например, полезтеля возможно применение серийно ный сигнал имеетдиапазон частот f = 1 — 40 выпускаемых, Регистр памяти преднаэна- Гц. соответствующий информации о мехачен для запоминания и хранения измери- 25 нических перегрузкзх при транспортировтельной информации в цифровом коде. В ке. Поэтому фильтр пропускает сигнал в качестве регистра памяти возможно приме- дйапазоне этих частот, а высокочастотные нение микросхем К555 ИР 8, К561 TM3 ui т;д. сигналы (помехи) подавляет. С выхода фильРегистр памяти имеет свой независимый тра сигнал постуйаетна входуправляемого источник питания. В качестве регистра па- 30 ключа 5, который этот сигнал воспринимает мяти возможно применение энергонезави- как разрешение на подачу йапряженйя писимой памяти, например микросхемы тания (0ил) на элементы: Цифровой компапамяти на цилиндрических магнитных до- ратор 7, усилитель 8 и АЦП 13, которые в менах. исходном состоянии (т.е. до подачи входноДешифратор предназначен для управ- 35 говоздействия) практическиотключены,т.е. ления световой индикацией. В качестве де- не потребляют электроэнергию от источнишифратора возможно применение ка питания. Т.о. часть элементов регистрамикросхем К555 ИД6, К555 ИД10 и т.д. тора включается только на момент

Элемент индикация предназначен для измерения, т,е. при появлении входного визуального отображения величины пере- 40 воздействия. грузки. В качестве дешифратора возможно Вместе с тем полезный сигнал с выхода применение знакосинтезирующей индика- фильтра 4 также поступает и на вход элеции АЛ304 и т.д. мента задержки 6, где задерживается на

Аналоговый запоминающий элемент время,равноевременисрабатыванияключа (аналоговое ЗУ) предназначен для времен- 45 5 и времени включенйя и готовности к рабоного хранения измерительной информации те подключаемых элементов. С выхода алев аналоговом виде. Аналоговое ЗУ может ментов задержки 6 сигнал усиливается быть. выполнено. например. на микросхеме усилителем 8 и поступает на аналоговый

KP1100„CK3„на конденсаторе и т.д.. запоминающий элемент 12, где запоминаАналого-цифровой преобразователь 50 ется. С выхода аналогового ЗУ 12 сигнал (АЦП) предназначен для осуществлейия пе- поступает на вход аналого-цифрового пререхода от информации в аналоговой форме образователя 13, преобразующего значек информации в цифровой форме. АЦП мо- ние аналогового измеренного сигнала в жет быть выполнен, например, на микросхе- соответствующий цифровой код. Причем наме К572 ПВЗ и т.д. 55 личие аналогового ЗУ 12, которое осущест-

Тумблер "Питание" предназначен для вляет временное хранение измеренного включения и отключения напряжения"пита- сигнала, дает возможность АЦП 13 примеКн нять менее быстродействующий. С выхо а опка Индикация" предназначена АЦП 13 измеренный сигнал поступает на для временной(только при нажатии кнопки) один из входов цифрового компаратора 7.

1764154 на другой. вход которого поступает инфор- гии от источника напряжения только на времация с выхода АЦП 13 больше, чем значе- мя измерений и регистрации перегрузки и ние, хранимое в регистре памяти 9, то постоянной подзарядки источника питания происходит запись нового значения в ре- от источника входного сигнала. гистр памяти 9. Во всех других случаях зна- 5 Для постоянной подзарядки источника чение, хранимое в регистре памяти. 9, питания возможно применение также отостается без изменения. Первоначально в дельных датчиков, например, пьезодатчирегистрпамятизаписывается первоелюбое ков или электретных, которые будут значение измеренного сигнала, т.к. регистр использоваться только для подзарядки. памяти9 10 Формула изобретения обнулен. Затем каждое вновь измерен- Регистратор максимальных перегрузок, ное. значение перегрузки сравнивается с содержащий аналого-цифровой преобразозначением, хранимым в регистре памяти 9, ватель, выход которого соединен с первым и записывается только то, которое больше входом цифрового компаратора, второй записанного ранее. Выход регистра памяти 15 вход которого соединен с выходом регистра

9 также поступает и на вход дешифратора памяти, два элемента задержки, о тл и ч а ю10, выход которого, например, в виде семи- шийся тем, что, с целью увеличения энерсегментного, кода постуйает на элемент 11 горесурса, в него введены источник входноиндикации, предназначенный для визуаль- го сигнала„фильтр, управляемый ключ, ной индикации величины перегрузки. Одна- 20 уСилитель, аналоговый запоминающий алеко, в целях экономий электроэнергии, мент, дешифратор, элемент индикации, дешифратор 10 и индикация 11 подключа-: кнопка "Индикация", кнопка "Начальный, ются к источнику питания кнопкой15только сброс", тумблер "Питание", выпрямитель, на момент нажатия, С выхода источника 1., выход которого соединен с шиной питания; входногосигналаэлектрическийсигнал так- 25 а также через нормально разомкнутые же поступает на вход элемента задержки 2, контакты тумблера "Питание" с входом упгде задерживается на время измерения и равляемого ключа, а через нормально разорегистрации, .т.е. на время срабатывания мкнутые контакты кнопки "Индикация" всех элементов, участвующих в измерении соединен с первыми входами дешифратора и регистрации. Свыходаэлемента задержки 30 и элемента индикации, второй вход которо2 электрический сигнал, который может ro соединен с выходом дешифратора; вход быть и двухполярный, поступает на выйря- которого подключен к выходу регистра памитель 3, имеющий также схему стабилиза- мяти, вход выпрямителя через первый элеции и умножения напряжения, которое ментзадержкисоединенсвходнойшинойи поступает на источник питания для его 35 входом фильтра, выход которого подключен подзарядки. В качестве источника пита- . куправляющемувходууправляемогоключа, ния возможно применение, например, акку- а также через последовательно соединенмуляторов, иных зарядных устройств. ные,второй элемент задержкй, усилитель и

Т.о. заявляемый регистратор, за счет аналоговыйзапоминающийэлемент-спер. введения источника входного сигнала, 40 вым входом аналого-цифрового преобразофильтра, управляемого ключа, усилителя, вателя, второй вход которого соединен с аналогового запоминающего элемента, де- вторым входом усилителя, выходом управшифратора, элемента индикации, кнопки ляемого ключа и третьим входом цифрового

"Индикация", кнопки "Начальный сброс", компаратора, выход которого подключен к тумблера "Питание" и выпрямителя с соот- 45 первому входу регистра памяти, второй ветствующими связями, llo сравнению с ус- вход которого соединен с вторым входом тройством, принятым за прототип, аналогового запоминающего устройства и позволяет увеличить энергоресурс за счет через нормально разомкнутые контакты потребления регистратором электроэнер- кнопки "Начальный сброс" — с общей шиной.

Составитель М,Леонова

Редактор M.Êóçíåöîâà Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

Заказ 3463 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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