Устройство для измерения коэффициента детонации

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к записывающей и звуковоспроизводящей технике, и может быть использовано для контроля параметров кинематических систем записи и воспроизведения . Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения. Устройство для измерения коэффициента детонации содержит формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взвешивающий фильтр, квазипиковый двухполупериодный детектор, блок амплитудного демпфирования, сумматор, индикатор. Формирователь измерительного сигнала выполнен в виде согласующего усилителя, блока автоматической регулировки усиления и формирователя прямоугольных импульсов . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 11 В 27/36

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНСЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898878/10 (22) 02.01.91 (46) 30.11.92. Бюл. % 44 (71) Научно-исследовательский институт электромеханических приборов (72) В.И.Бахмачук, О.M.Âèñëîáîêîâ. Д.В.Коляда и П.К.Титов (56) ГОСТ 11948 — 78.

Авторское свидетельство СССР

% 1631438, кл. G 01 P 3/48, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДЕТОНАЦИИ (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к записывающей и звуковоспроизводящей технике, и может быть

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к записывающей и звуковоспроизводящей технике, и может быть использовано для контроля параметров кинематических систем записи и воспроизведения.

Известно устройство и способ йэмерения коэффициента детонации по ГОСТ

11948-78, содержащее во входной части аттенюатор и амплитудный усилитель-ограничительь.

Недостатком известного устройства является то, что применяемые во входной части традиционные аттенюатор и усилитель-ограничитель не устраняют дополнительных погрешностей измерения коэффициента детонации, появляющихся за счет паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) и за счет различной величины напряжения измерительного сигнала, подаваемого на вход детонометра в пределах от 10 МВ до 5 В.

» Ы„„1778789A1 использовано для контроля параметров кинематических систем записи и воспроизведения. Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения. Устройство для измерения коэффициента детонации содержит формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взвешивающий фильтр, кваэипиковый двухполупериодный детектор, блок амплитудного демпфирования, сумматор, индикатор.

Формирователь измерительного сигнала выполнен в виде согласующего усилителя, блока автоматической регулировки усиления и формирователя прямоугольных импульсов. 3 ил, Известно устройство для измерения коэффициента детонации, частотный демодулятор и взвешивающий фильтр, выход которого соединен с входом сумматора через два дифференцирующих усилителя и три интегрирующие цепочки, а выход сумматора соединен со стрелочным индикатором.

Недостатком прототипа является применение во входном устройстве традиционных аттенюатора и амплитудного усилителя — ограничителя, не исключающих дополнительной погрешности измерения коэффициента детонации, появляющихся эа счет ПАМ.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента детонации, содержащее последовательно соединенные входную шину, формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, вэве1778789 шивающий фильтр, квазипиковый двухполупериодный детектор, подключенный соответствующими выходами непосредственно и через блок амплитудного демпфирования в виде параллельно включенных цепей из дифференциального усилителя, диода и интегрирующей цепи, входом соединенной с выходами диодов двух цепей, к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, введены переключатель и шина напряжения смещения, а формирователь измерительного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных согласующего усилителя, вход которого является входом формирователя измерительного сигнала блока автоматической регулировки усилителя и формирователя прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с шиной напряжения смещения, а выход является выходом формирователя измерительного сигнала, при этом выход частотного демодулятора соединен с входом взвешивающего фильтра через переключатель, другой вход которого подключен к выходу взвешивающего фильтра.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что взамен аттенюатора и традиционного усилителя — ограничителя ус.тановлены согласующий усилитель, автоматическое регулирование усилителя (АРУ) и усилитель — формирователь с внешней регулировкой начальной точкой срабатывания ограничения измерительного сигнала, которая уменьшает погрешность измерения коэффициента колебания скорости и детонации на высокочувствительных пределах измерения 0,03 и 0,1, возникающих за счет наличия flAM a измерительном сигнале.

Необходимость во введении предлагаемых изменений обосновывается следующим образом.

В . обычных усилителях-ограничителях (компараторах) существуют различные смещения начальной точки срабатывания (начало ограничения), обусловленные конечным значением коэффициента усиления начальными смещениями, введением гистерезиса для устойчивой работы усилителя.

На фиг.1, 2 графически показано, каким образом за счет смещения начальной точки срабатывания возникает фазовый сдвиг при наличии flAM, порождающий паразитную частотную модуляцию(ПЧМ), которая вызывает погрешность измерения коэффициента колебания скорости ленты и коэффициента детонации.

50 литель-формирователь с внешней регулировкой начальной точки срабатывания ограничения позволяет уменьшить или исключить паразитную ЧМ и уменьшить погрешность измерения коэффициента колебания скорости и детонации на высокочувствительных пределах шкалы детонометра. Таким образом, заявляемое устройство отвечает критерию изобретения

"новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в

Аналитически значение Лrp,2 можно определить выражением

ДЩ1.2 =агс$1п О—

UcM п11,2 где Лф1,2 — фазовый сдвиг за счет наличия

ПАМ в измерительном сигнале, угловые градусы;

UcM — напряжение смещения нуля в ОУ, МВ;

10 Um12 — амплитудное значение измерительного сигнала с учетом ПАМ, МВ.

Можно, например, определить для требований ГОСТ11948-78, устанавливающего

15 для детонометров дополнительную погрешность измерения коэффициента детонации

+15 при наличии в измерительном сигнале

flAM 30%, какое значение принимает

Дф1,2 на усилителе-ограничителе, выполненном на ОУ типа К544 УД1, у которого

UcM 30 МВ. При этом Um 2 измеряется в пределах от 10 до 7 В, что составляет 30

ПАМ.

Следовательно

25 ДУ! = $1 10000 = 0 17

ЛУ2 = arcsfn — = 0,25

Дф),z = Ьуц — Дф1 =0,25О-0,17 =0,08

Учитывая, что на пределе измерения детонометра 0,03% в точке 0,01% (М = 0,315

Гц) фазовый сдвиг Лу = 0,3 (см. фиг.2). поэтому можно определить погрешность для этой точки шкалы при Д р,2 = 0,08 по

35 формуле

Ьрu 100 0.08 . 100 у 03

Из формулы видно, что только за счет лишь паразитной ЧМ в точке шкалы 0,01%

40 погрешность измерения коэффициента детонации составляет не менее 26,6% при требовании ГОСТ 11948-78 не более 15 .

Экспериментально установлено, что без предлагаемого устройства нет возмож45 ности выполнить требования ГОСТ 1194828 на пределах шкалы 0,03 и 0,1 .

Предлагаемое устройство, заменяющее аттенюатор и обычный усилитель-ограничитель на согласующий усилитель, АРУ и уси1778789

20

45 данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг,3 приведена блок — схема устройства, реализующая предлагаемое устройство, Устройство для измерения коэффициента детонации содержит последовательно соединенные блоки; входное устройство 1, включающее в себя согласующий усилитель

2, АРУ 3, усилитель — формирователь прямоугольных импульсов с регулируемой начальной точкой срабатывания 4, ЧМ демодулятор 5, взвешивающий фильтр б, применяемый для измерения коэффициента детонации, когда переключатель П в поло>кении а и в положении б при измерении коэффициента колебания скорости, квазипиковый детектор 7, амплитудный демпфер

8, сумматор 9, стрелочный индикатор 10.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает измерительный сигнал с величиной напряжения от

10 M B до 5 В. На входе блока АРУ амплитуда измерительного сигнала приводится к выбранному уровню, равному примерно 10 В.

В блоке усилителя — формирователя измерительный сигнал преобразуется из синусоидальной формы в форму прямоугольного типа. При этом на один из входов усилителя — формирователя подается напряжение смещения с целью экспериментального выбора в нем рабочей точки, при которой компенсируется (минимизируется) паразитное напряжение смещения и формируются симметричные полуволны измерительного сигнала, способствующие уменьшению погрешности измерения коэффициента колебания скорости и детонации. Начальная точка ограничения экспериментально выбирается для одного масштаба напряжения.

Поэтому на вход усилителя — ограничителя необходимо подавать напряжение выбран ного масштаба.

Эту функцию выполняет АРУ с пределами регулирования, обусловленными измерениями уровня входного сигнала от 10 МВ до 5 В. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения при наличии паразитной амплитудной модуляции в измерительном сигнале на высокочувствительных пределах измерения детонометра и повысить точность измерения при подаче детонометра величин напряжения малых значений, начиная с 10 МВ вместо требуемых по ГОСТ 11948-78 от 100 MB.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента детонации, содержащее последовательно соединенные входную шину, формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взвешивающий фильтр, кваэипиковый двухполупериодный детектор, подключенный соответствующими выходами непосредственно и через блок амплитудного демпфирования в виде параллельно включенных цепей иэ дифференциального усилителя, диода и интегрирующей цепи, входом соединенной с выходами диодов двух цепей, к соответствующим входам сумматора,. выход которого подключен к входу индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, введены переключатель и шина напряжения смещения, а формирователь измерительного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных согласующего усилителя, вход которого является входом формирователя измерительного сигнала. блока автоматической регулировки усиления и формирователя прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с шиной напряжения смещения, а выход является выходом формирователя измерительного сигнала, при этом выход частотного демодулятора соединен с входом взвешивающего фильтра через переключатель, другой вход которого подключен к выходу взвешивающего фильтра.

1778789

1778789 дхвй шина

1О напряж сущею

Г

I

1 !

L !

I

Фцг„У

Составитель В. Бахмачук

Редактор Т. Полионова Техред M.Моргентал Корректор 3. Салка

Заказ 4195 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