Аналого-цифровое устройство для измерения амплитуды механических колебаний при резонансе

 

Союз Советских

Соцыаныстнчесных республык (61) Дополнительное к авт. спид-ву

{51)M. Кл.

6 01 H 1/08 (22) Заявлено 13 06.78 (21) 2633569/18-28 с прнсоеднненнем заявки,%

Всудерстваины1 квннтет

СССР ю делан изобретений н еткрмтвй (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.80- бюллетень Ж 6 (53) УДК

678.178,53 (088.8) Дата опубликования описания 15.02,80.{72) Автор нзобретення

В. Г. Рыгалин (7II) Заявитель (54) АНАЛОГΠ— ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ РЕЗОНАНСЕ

Устройство относится к виброизмерительной технике, а именно к аналого-цифровым измерителям амплитуды механических колебаний, возникающих в обьекте, при совпадении его собственной частоты с частотой возбуждения, 5

Известно аналого-цифровое устройство для . измерения амплитуды механических колебаний, содержащее датчик, соединенный с ним согласующий усилитель, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, два нуль-органа, первый вход одного нуль-органа соединен через делитель с первым входбм другого, вторые их входы подключены к выходу цифроаналого- . вого преобразователя, а их выходы через блок логических элементов соединены с входом счетчика, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя (1)..

Недостатком известного устройства является низкая точность при измерении амплитуды механических колебаний, возникающих в объекте, при совпадении его собственной частоты с частотой возбуждающей силы.

Для повышения точности измерения амплитуды механических колебаний предлагаемое уст2 ройство снабжено ограничителем, детектором, компоратором, генератором опорного напряжения и ключом, к выходу согласующего усилителя подключены последовательно соединенные ограничитель и детектор, выходом подключенный к одному из входов компаратора, к другому входу которого подсоединен источник опорного напряжения, выход компаратора подключен к управляющему входу ключа, вход которого соединен с выходом детектора, а выход — с входом делителя и нуль органа.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит датчик 1, который соединен с согласующим усилителем 2, к выходу согласующсго усилителя 2 подключены последовательно соединенные ограничитель 3 и детек. тор 4, своим выходом подключенный к одному из входов компаратора 5, к другому входу которого подсоединен источник 6 опорного напряжения, выход компаратора 5 подключен к управляющему входу ключа 7, вход которого соединен с выходом детектора 4, а

3 715939 4 выход — с входом одного нуль.-органа 8 и через делитель 9 — с первым входом другого нуль-органа 10, вторые входы компараторов

8 и 10 подключены к цифроаналоговому преобразователю 11, а их выходы через блок

12 логических элементов соединены с входом счетчика 13, выход которого подключей к входу щифроаналогового преобразователя ll, Устройство работает следующим образом, Датчик 1, закрепленный на объекте, преобра. 10 зует механические колебания объекта s электри. ческий сигнал, который проходя через согласу-. ющий усилитель 2, ограничивается снизу огранйчйтелем 3. На выходе ограничителя 3 вы. . деляется сигнал положительной полярности, ко- is торый затем детектируется детектором 4.

Напряжение с выхода детектора 4 поступает на первый вход компаратора 5 и на сигналь ний вход ключа 7. На второй вход компара;тора 5 поступает напряжение от источника 6 20 опорного напряженйя.

Это напряжение выбирается равным напряжению с выхода детектора 4 при отсутствии резонанса и устанавливается согласно заданно. му режиму работы устройства.

Компаратор 5 работает в режиме вьтчйтакия сигналов и поэтому при отсутствии резойанса на выходе компаратора сигнал равен нулю и ключ 7 заперт (вследствие отсутствия на его управляющем входе управляющего напряжения).

Формула изобретения

При плавном изменении частоты внешней переменной силы, действующей на объекте, возможнь возникновение нескольких механических резонансов. объекта.

В этих случаях огибающая напряжения на выходе детектора 4 увеличивается по резонансной кривой с добротностью резонанса механической системы объекта, сигнал на первом входе компаратора 5 больше, чем на его втором входе, на выходе компаратора

5 появляется управляющйй сигнал, который отпирает ключ.7. При этом сигнал с вы"хода детектора 4 поступает на первый вход первого нуль-органа 8 и через делитель 9 напряжения — на первый вход второго нульоргана 10.

На выходе нуль-органов 8 и 10 образуется положительное напряжение, которое через блок 12 логических элементов поступает на счетчик 13. Блок 12 логических элементов управляет работой счетных декад младшего и старшего разрядов счетчика 13 заполнением их счетными импульсами. По мере заполнения счетчика 13 напряжение на вы. ходе цифроаналогового преобразователя 11 повышается до тех пор, пока не сравняется с измеряемой амплитудой сигнала с выхода

- детектора 4, соответствующей амплитудесигна ла при резонансе.

Выходное напряжение с первого нуль-органа

8 управляет поступлением счетных импульсов через блок 12 на счетную декаду младшего разряда счетчика 13.

На вход второго нуль-органа 9, управляющего счетной декадой старшего разряда счетчика 12, измеряемое напряжение поступает через делйтель 9 напряжения с коэффициентом передачи равным 0,9 так, что после окончания поступления счетных импульсов в счетную декаду старшего разряда счетчика 13 на вход счетной декады младшего разряда счетчика 13 до момента сравнения напряжения с выхода детектора и напряжения с выхода цифроаналогового преобразователя 11 поступает ещедесять

° счетных импульсов. Таким образам, второй нуль-орган 10 срабатывает раньше,. чем первый нуль-орган 8, и на вход счетной декады старшего разряда счетчика 12 счетные импульсы поступают только с выхода счетной декады младшего разряда счетчика 13.

При таком измерении значительно повйшается точность, так как измерение напряжения вблизи максимума резонанса осуществляется счетными импульсами млашцей декады счетчика 13. В момент сравнения выходного напряження с вьиода детектора 4 при резонансе с напряжением на выходе цифроаналогового преобразователя 11 счетные импульсы перестают поступать на вход счетной декады младшего разряда счетчика 13. Счетные импульсы формируются генератором импульсов, который входит в блок 12 логических элементов.

На выходе счетчика выделяется кодированный сигнал, соответствующий измеренному значению амплитуды механических колебаний при резонансе, который может быть иидицирован на табло или выведен на цифропечатающую машину.

Изобретение позволяет повысить точность измерения амплитуды механических колебаний при резонансных эффектах, возникающих в объекте при совпадении его собственной частоты с частотой возбуждающей силы.

Аналого-цифровое устройство для измерения амплитудй механических колебаний при резонансе, содержащее датчик, соединенный с ним согласующий усилитель цифроаналоговый преобразователь, счетчик, два нуль-органа, первый вход одного из нуль-органа соединен через делитель с первым входом другого, вторые нх входы подключены к выходу цифроаналоСоставитель А; Новиков

Ъхред Н.Бабурка Корректор Я. Веселовская

Редактор Т. Шатова

Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Заказ 9513/38

Филиал ППП "Патент", г. УЖгород, ул. Проектная 4

5 715939 говогО преобразователя, а их выходы через " " к одному из входов компаратора, к другому блок логических элементов соединенйм с входбм : входу которого подсоефМен-источник опорсчетчика, выход которого подключен к входу ного напряжения, выход компаратора подклюцифроаналогового преобразователя, о т л и- чен к управляющему входу ключа, вход кото. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения 5 рого соединен с выходом детектора, а выход— точности измерения амплитуды,устройств*оснаб, со входом делителя и нуль-органа. жено ограничителем, детектором, компарато-" ром, генератором olIopnoF0 найряжения и кл1е. Источники информации, чом, к выходу согласующего усилителя под- принятые во вниманйе при экспертизе ключены последовательно соединенные огра- 10 1. Патент CIIIA Р 4023396, кл. 73 — 12.1977 иичитель н детектор, выходом подключеннЫй (прототип).