Аналого-цифровое устройство для измерения амплитуды механических колебаний при резонансе

)М. Кл. 601 Н 1 оедниеняем заявки,% рстваны квннтет СССРделан изобретений 23)ПриоритетОпубликовано 15.02.80.Дата опубликования о) АНАЛОГО - ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ РЕЗОНАНСЕ ния амплиту. емое устУстройство относится к виброизмерительной технике, а именно к аналого-цифровым изме рителям амплитуды механических колебаний, возникающих в обьекте, при совпадении его собственной частоты с частотой возбуждения,5Известно 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 дели тель с первым входом 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 11, .Недостатком известного устройства явля. ется низкая точность при измерении амплитуды механических колебаний, возникающих в объек. те, при совпадении его собственной частоты с частотой возбуждающей силы.Для повышения точности измере ды механических колебаний предлага ройство снабжено огранищпелем, детектором,компоратором, генератором опорного напряжения и ключом, к выходу согласующего усилителя подключены последовательно соединен.ные ограничитель и детектор, выходом под.ключенный к одному из входов компаратора,к другому входу которого подсоединен ис.точник опорного напряжения, выход компа.ратора подключен к управляющему входуключа, вход которого соединен с выходом детектора, а выход - с входомделителя и нульоргана,На чертеже дана блок. схема предлагаемогоустройства,Оно содержит датчик 1, который соединенс согласующим усилителем 2, к выходу согла.сующего усилителя 2 подключены последовательносоединенные ограничитель 3 и детектор 4, своимвыходом подключенный к одному извходов компаратора 5, к другомувходу которого подсоединен источник 6 опорного напряжения, выход компаратора 5 под.ключен к управляющему входу ключа 7, входкоторого соединен с выходом детектора 4, а3 71 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 цифроаналогового преобразователя 11,Устройство работает следующим образом,Датчик 1, закрепленный на объекте, преобра зует механические колебания объекта в электри ческий сигнал, который проходя через согласу, ющий усилитель 2, ограничивается снизу огра. йичйтелем Х На выходе ограничителя 3 вы . деляется сигнал положительной полярности, ко. торый затем детектируется детектором 4,Напряжение с выхода детектора 4 поступа. ет на первый вход компаратора 5 и на сигналь ний входключа 7. На второй вход компара;. тора 5 поступает напряжение от источника 6 опорного напряженйя.Это напряжение выбираетсяравным напри. жению с выхода детектора 4 при отсутствиирезонанса и устанавливается согласно заданно му режиму работы устройства. 25Компаратор 5 работает в режиме вьтчйтания сигналов и поэтому при отсутствии резойанса на выходекомпаратора сигнал равен нулю иключ 7 заперт (вследствие отсутствия на его управляющем входе управляющего найряжения). 5939 51015 гового преобразователя 11 поступает еще десятьсчетных импульсов. Таким образам, второй нуль. орган 10 срабатывает раньше,. чем первый 20 ЗО 35 40 45 При плавном изменении частоты внешнейпеременной силы, действующей на объекте,возможнь возникновение нескольких механических резонансов. объекта.В этих случаях огибающая напряжения навыходе детектора 4 увеличивается по резонансной кривой с добротностью резонансамеханической системы объекта; сигнал напервом входе компаратора 5 больше, чемна его втором входе, на выходе компаратора5 появляется управляющйй сигнал, которыйотпирает ключ.7, При этом сигнал с вы."хода детектора 4 поступает на первый входпервого нуль-органа 8 и через делитель 9напряжения - на первый вход второго нульоргана 10.На выходе нуль-органов 8 и 10 образует.ся положительное напряжение, которое черезблок 12 логических элементов поступаетна счетчик 13, Блок 12 логических элемен тов управляет работой счетных декад млад.щего и старшего разрядов счетчика 13 заполнением их счетными импульсами. По мерезаполнения счетчика 13 напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 11повышается до тех пор, пока не сравняетсяс измеряемой амплитудой сигнала с выхода. детектора 4, соответствующей амплитудесигна ла при резонансе,Выходное напряжение с первого нуль. органа8 управляет поступлением счетных импульсовчерез блок 12 на счетную декаду младшегоразряда счетчика 13.На вход второго нуль. органа 9, управляющего счетной декадой старшего разряда счет.чика 12, измеряемое напряжение поступаетчерез делйтель 9 напряжения с коэффициентомпередачи равным 0,9 так, что после окончанияпоступления счетных импульсов в счетную де.каду старшего разряда счетчика 13 на входсчетной декады младшего разряда счетчика 13до момента сравнения напряжения с выхода детектора и напряжения с выхода цифроанало. нуль. орган 8, и на вход счетной декады старщего разряда счетчика 12 счетные импульсыпоступают только с выхода счетной декадымладшего разряда счетчика 13.При таком измерении значительно иовы. шается точность, так как измерение напряжения вблизи максимума резонанса осуществляется счетными импульсами млашцей декадысчетчика 13. В момент сравнения выходного напряження с вьиода детектора 4 при резоиансе с напряжением на выходе цифроаналого. вого 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 элемен. тов.На выходе счетчика выделяется кодированный сигна)т, 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. Формула изобретения Аналого-цифровое устройство для измерения амплитудй механических колебаний при резонан се, 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 их входы подключены к выходу цифроанзло5 715939. бгового преобразователя, а их выходы через " " к одному из входов компаратора, к другомублок логических элементов соединенйы с входбм : входу которого подсоединен-источник опор.счетчика, выход которого подключен к входу ного напряжения, выход компаратора подклю.цифроаналогового преобразователя, о т л и- чен к управляющему входу ключа, вход коточ а ю щ е ес я тем,что, с целью повышения 5рого соединен с выходом детектора, а выход -точности измерения амплитуды,устройствоснаб со входом делителя и нуль органа,жено ограничителем, детектором, компарато-"ром, генератором опориого найряжения и кл 1 е.Источники информации,чом, к выходу согласующего усилителя под принятые во вниманйе при экспертизеключены последовательно соединенные огра1 О 1. Патент США Яо 4023396, кл. 73 - 12.1977иичитель и детектор, выходом подкаеченнЫй (прототип). оставитель А. НовиковЪхред Н.Бабурка Корре. Веселовск дактор Т. Шагов ираж осударств евно го изобретений и а, Ж, Раушсаз 9513/3 По 3 мнтета ССткрытий дел Мос 45 наб,130