Устройство для автоматической классификации нагрузок12

 

Q©year,; - .-;; - у( (le (ЬHT и(:ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕ1ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕПЬСТВУ (н) 4I9898

Союз соеетснмх

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.06.72 (21) 1802239 18-24!

i5i) (1 Кл 6 061 15 36 с присоединением заявки

Государстеенный YGMvTBT ьовета Менее рва СССР ео делам еэанреьэн((й

Н fJTKPbl;Vй (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 12.08.74 (53) УДК 681.3:658.(>6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Болилый, В. П. Шилов. Д. А. Мельников, Б. Е. Житомирский, Ю. И. Тимофеев, A. И. Нечипоренко и О. В. Туданов

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМА ГИЧЕСКОЙ

КЛАССИФИКАЦИИ НАГРУЗОК

Цифровое устройство для автоматической классификации экстремальных значений нагрузок и размахов между ними предназна(:ено для проведения прочностных испытаний деталей машин.

Известны аналоговые и цифровые устройства, позволяющие определять экстремальные характеристики случайных процессов.

Известно устройство, использующее фильтры, позволяющие определять максимальные и минимальные значения из входных цифровых слов. В то >ке время при анализе нагруженности механических деталей значительный интерес представляет исследование всей совокупности экстремальных значений впе зависимости от их абсолютных значений. Известно устройство, юсящее узко специальный характер, так как позволяет при помощи трансфлюксорного регистра и логической схемы выделять экстремальные значения из поступающих на вход цифровых сигналов. Требовашгя к точности и надежности подобных устройств вызывают необходимость использования во всем тракте преобразования исследуемого сигнала цифровых элементов и цифровой формы представления информации. Это определяет недостатки устройства, где производится определепие максимального заряда емкости, и устройства, где используются для определения экстремумов ямплнэудные ди кримнначоры.

Все эти устройства обладают кроме указанных еще цскоторь(мн общими недостатками.

Они предусматривают регистрацшо всех экстремумов без учета размаха между двумя соседними фиксируемыми значениями. Если п3грузка дета".è колеблется в небольших пределах около определеш(ого уровня, то пронсхо10 дит заполнение рсгистров малоценной информацией, не отражающей фактический характер режима нагружеппя. Кроме того, известно, что псследов,ние режимов работы деталей машин только пс экс-.ремумам в ряде слу15 чаев дает завышенные по интенсивности ре>кимы нагружения. Лучшие результаты могут быть получены при одновременном исследовании как экстремумов, так и размахов между ними.

20 Предло>кеннос цифроьое устройство производит автоматический сбор и обработку информации о нагруженности деталей машин путем классификации экстремальных значений нагрузок и р»змахов между ними. При25 чем регистрации подлежат не все знгчеьн я экстремумов, а только якие, которые отличаются от ближайшего предыдущего значения не менее, чем ня определенную величину, которую в дальнешнем будем называть зоной

30 цечувствите чьносэ и. К достоинствам устройст410898 ва можно отнести и ro, что в нем процесс экстремумов и размахов совмещен с аналогоцифровым преобразованием сигналя, поступающего с тензомоста.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит датчик

1, выполненный в ьиде тензомоста, нуль-орган 2, линейный декодирующий преобразователь !ЛДП) 3, генератор импульсов 4, схемы

«И» 5 и 6, управля1ощие реверсивным счет*!иком 7, формирующие элементы 8 и 9, схему

«ИЛИ» 10, элемент задержки 11, схему «И»

12 — схему разрешения вывода информации, группу 13 схем «И» вывода кода экстремума, группу 14 схем «И» вывода кода размаха между экстремумами, счетчик 15, дешифратор

16, схему «ИЛИ» 17, триггер управления !8, блок 19 цифровых фильтров для анализа экстремумов, блок 20 цифровых фильтров для анализа размахов, группу накопительных счетчиков 21, группу накопительных счетчиков 22 и группу переключателей 23 зоны нечувствительности.

Нуль-орган 2 сравнивает значение сигнала, пропорционального значению нягру>кеннос1и детали, снимаемого с диагонали тензомоста, с сигналом, формируемь11! ЛДП, который пропорционален коду реверсивного счетчика 7.

В реверсивном счет-п1ке импульсы от генератора импульсов 4 суммируются или вычитаются в зависимости от соотношения сигналов тензомоста и ЛДП. Если компенсирующий сигнал с ЛДП мены!е, чем сигнал с тепзомоста, то открыта схема «И» 6, и в реверсивном счетчике 7 импульсы от генератора импульсов

4 суммируются (если компенсирующий сигнал больше, импульсы в реверсивном счетчике от генератора импульсов вычитаются) . Формирующие элементы 8 и 9 формируют короткие импульсы в моменты перехода от режима суммирования к вычитан!Ио или наоборот (т. е. в моменты переходя элементов 8 или 9 из

<<1>> В <<0>>) . Эти импульсы Выполняlот po;Ib сигналов, подаваемых па вывод информации из реверсивного счетчика, так как они формируются при переходе от суммировашгя к вычитанию или наоборот, т. е. в моменты герегибов кривой нагруженности, то сформированный в этих случаях код соответствует экстремальным значениям нагружепности.

Обязательны л условием вывода кода экстремума является открытое состояние схемы

«И» 12, которая получает один из входных сигналов от триггера управления 18. В момент появления очередного экстремума нагрузки из элементов 8 или 9 с неоольнгой задержкой в элементе задержки 11, достаточной для вывода информации, сбрасывасгся триггер управления 18 в пулевое состояние, и гасится счетчик 15 кода размахов. Импульсы от генератора импульсов 4 поступаю . Одновреме1шо в реверсивпый счетчик 7 и счетчик

15 кода размахов. Следователы1о, к моменту следующего экстремума нагрузки в этом счет5

65 чике окажется занися 1пым код разницы меж, I): двум!1 сОсс !Пн:!!и 31(c!рсмумями, т. е. код разм<1х>1 меж ч эl<с грсмум а AIH. ПО мере воз растяння кода рялмя.са на выходах дешифрятора 16 продвигается единица (т. е. счетчик 15 совместно с дешнфрятором 16 образуют распределитель).

Если очередной размах оказывается большим, чем предварительно установленная одним из переключателей 23 зона нечувстви1ельнос1и, единица l а выходах дешифратора успеет дойти до замкнутого переключателя. и

1риггер управления 18 переведется в единичное состояние. Сигнал, который появится на выходе этого три!гера, подготовит схему «И»

12 и, следовательно, в момент появления следующего экстремума !рормирующие элементы

8 или 9 смогут носля1ь импульс гывода информации через схему «И» 12 на группы схем

«И» вывода кода экстремума и вывода кода

IPPP3

13 выводится код очередного экстремума, а через группу 14 — код размаха между экстремумами.

Если же в процессе формирования кода размах;1 011 Окяже!с>1 меньшим 1 ст3110B:IeííOÉ 30ны нечувстви1ельности, триггер управления 18 к моменту IIOsllk;le! IIIII следующего экстремума не перейдет в единичное состояние, и формирующие элеме1пы 8 или 9 смогут через схему

«И» 12 послать сигнал на вывод информации.

При этом счетчик 15 погасится, и в пем начнется процесс формирования следующего ко;1а размаха.

С выход» групп 13 и 14, соо1ветственно, коды экстремумов и размахов выводятся в блоки 19 и 20 цифровых фильтров для анализа экстрему,lOB и p 13махов. 1(оличество фильтров г каждом наборе соответствует числу уровней, па которос разбиваются все значения экстремумов и размахов. Следовательно, блоки 19 и 20 раздел. по" все возможное мно:кество экстремумов и размахов на ряд подмножеств и управля1от работой групп накопительных счетчиков 21 и 22, в которых подсчитывается количество попаданий значений экстремумов и размахов в различные диапазоны.

Показ<и!и!1 этих счетчиков позволяlот получиl ь характеристики распределения вероятностей значений экстремумов и размахов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновре1:сш1о с процессом аналогодискретного преобразования информации о значениях нагруженности выделять экстремальные точки и размахи между экстремумами, регулировать в широких пределах с разрешающей способностью, равной шагу квантования, зону нечувствительности, т. е. отсеивать малоинформагиьн!ые экстремальные точки, появляющиеся в результате «дрожания» значения нагрузки около определеш1ого предела и имеющие ма",ûll размах между соседними экстремумами. Цифровая информация о экстремумах и размахах может записываться или обрабатываться в процессе измерений, наСостагнггсль В. Баранова

Техред T. Курнлко

Редактор E. Семанова

Корректор H. Увакина

Заказ !907/9 Изд. ¹ !3ВЗ Тираня 624 Под-.:ясное

?1НИИПИ Государственного комитета Совета М гвпсгров СССР по делам изобретений п открытий

Москва, )К-35, Раугнская в., д. 4 5

Типография, пр. Сапуновз, 2 пример, при помощи с-,атистических анализаторов, состоящих из !!абора цифровых фильтров и накопительных регистров.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической классификации нагрузок, состоящее из датчика, выполненного в виде тепзомоста, генератора импульсов, подключенного через две схемы «И» к соответствующим входам реверсивного счетчика, выходами соединенного с линейным декодирующим преобразова-елем, выход ко-.орого подключен к нуль — органу, и блоков цифровых фильтров для анализа размахов и экстремумов, подключенных к группам накопительных счетчиков, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены два формирующих элемента, элемент задержки, триггер управления, две схемы «ИЛИ», схема «И», две группы схем «И» вывода кода экстремума и вывода кода размаха .;.ежду экстремумами, счетчик, дешифратор и группа переключателей зоны нечувствительности, причем выходы нуль-ор5 гана подключены к формирующим элементам, выходы которых через схему «ИЛИ» подключены к цулевому входу триггера управления и через схему «Й», второй вход которого соединен с единичным выходом триггера управ10 ления, соединены с группамц схем «И» вывода кодов размахов и экстремумов, единичный вход триггера уп. авлс пя через группу переключателей зоны !ечувств)псльцости и дешифратор соединен с выходамп счетчика, счет15 ый вход которого через схему «ИЛИ» подключен и вы.,одам схем «И», вгорыс входы которых соединены с нуль-органом, а вход сброса счетчика через элемент задержки и схему «ИЛИ» подключен и выходам форми20 рующих элементов.