Устройство для измерения динамических параметров транспортного средства

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 60 1. 3 ПИСАНИ БРЕТЕН ТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКОМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 30.10.83. Бюл. Р 4072) И.И. Балтер,. А.М. Березовский, И.И, Вучетич и М.Б. Зильберман (71) Рижский филиал Всесоюзного науч но-исследовательского института вагоностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 726462, кл.6 01 И 17/00, 1980 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее измерительные преобразователи колебаний транспортного средства, подключенные через соответствующие усилители и поло совые фильтры к блокам измерения средних квадратических отклонений сигналов, к одному из которых подключен своими входами блок деления, блоки эталонного пути и весовых коэффициентов и сумматор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что; с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными усилителями с блоком управления, один из которых выполнен широкополосным, дешифраторами, источниками опорного напряжения низкого и высокого уровней, компараторами, подключенными к другому блоку средних квадратических отклонений сигналов, коммутатором каналов, генератором тактовых импульсов и блоком фильтров низких частот, выходы,ЯО 105092 которого подключены к другим входам блока деления, а входы - к выходам одного из дешифраторов, один из входов которого через широкополосный усилитель связан с выходом коммутатора каналов, а управляемый вход подключен к низкочастотному выходу генератора тактовых импульсов, с которым соединены управляемый вход коммутатора каналов и вход другого дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам управляемого усилителя, информационные входы которого соединены с выходами блок,а деления, а выходы - с входами блока эталонного пути, подключенного своими выходами к входам блока весовых коэФфициентов, к которому подключен сумматор, выход которого предназначен для подключения блока регистрации динимических параметров транс- С портного средства, причем к одним входам компараторов подключен выход а широкополосного управляемого усилителя, к .другим - выходы соответствую Ъеа 4 щих источников опорного напряжения, а выходы компараторов соединены с одним и другим входами блока управ- ЯД ления дополнительными усилителями, управляемый вход которого подключен к высокочастотному выходу тактового генератора, а выходы - к управляемому входу широкополосного управляемого усилителя и к управляемому входу другого дешифратора.Изобретение относится к колесному транспорту и может быть использовано для испытаний новых и модернизован-. ных железнодорожных экипажей.Известно устройство для измерения динамических параметров транспортно го средства, содержащее измерительные преобразователи колебаний транспортного средства, подключенные через соответствующие усилители и полосовые фильтры к блокам измерения 10 средних квадратических отклонений сигналов, к одному из которых подклю. чен своими входами блок деления, блоки эталонного пути и весовые коэффициенты и сумматор 513.5Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения коэффициента передачи экипажа в полосах частот, в которых сигнал возмущения мал или близок к нулю. В этом случае операция деления среднего квадратического значения выходного .сигнала на среднее квадратическое значение входного сигнала становится некорректной и приводит к значительным погрешностям. 25Цель изобретения - повышение точ- ности устройства для измерения динамических параметров транспортногосредства.Поставленная цель достигается тем,30 что устройство для измерения динамических параметров транспортного средства, содержащее измерительные преобразователи колебаний транспортного средства, подключены через соответствующие усилители и полосовые фильтры. к блокам измерения средних квадратических отклонений сигналов,к одному из которых подключен своими входами блок деления, блоки эталонного пути и весовых коэффициентов и сумматор, снабжено дополнительными усилителями с блоком управления, один из которых выполнен широкополосным, дешифраторами, источниками опорного напряжения низкого и высокого уровней, ком параторами, подключенными к другому блоку средних квадратических отклоне. ний сигналов, коммутатором каналов, генератором тактовых импульсов иблоком фильтров низких частот, выходы 50которого подключены к другим входам блока деления, а входи, - к выходам одного из дешйфраторов, один из вхо.дов которого через широкополосный управляемый усилитель связан с выходом коммутатора каналов, а управляемый вход подключен к низкочастотному выходу генератора тактовых импульсов, с которым соединены управляемый вход коммутатора каналов и вход другого дешифратора, выходы которого подклю- фО чены к управляющим входам управляемого усилителя, информационные входи которого соединены с выходами блока деления, а выходы - с входами блока эталонного пути, подключенного своими 65 выходами к входам блока весовых коэффициентов, к которому подключен сумматор, выход которого предназначен для подключения блока регистрации динамичес" ких параметров транспортного средства, причем к одним входам компараторов подключен выход широкополосного управляемого усилителя, к другим - ,выходы соответствующих источников опорного напряжения, а выходы компараторов соединены с одним и другим входами блока управления дополнительными усилителями, управляемый вход которого подключен к высокочастотному выходу тактового генератора, а выходы - к управляемому входу широкополосного управляемого усилителя и к управляемому входу другого дешифратбра.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит измерительные преобразователи 1 и 2 колебаний транспортного средства, установленные соответственно на выходе и входе исследуемого транспортного средства, Выходы преобразователей 1 и 2 подключены к усилителям 3 и 4, к выходам которых подключены полосовые Фильтры 5 и 6, попарно имеющие равные полосы пропускания частот, например третьеоктавные на выходе которых установлены блойи 7 и 8 измерения средних квадратических отклонений сигналов. Выходы блока 7 соединены с неинвертирующими входами блока 9 деления, а выходы блока 8 подключены к входам коммутатора 10 каналов. Выход коммутатора 10 каналов соединен с информационным входом широкополосного усилителя 11 с управляемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу дешифратора 12 каналов, а управляющий вход усилителя 11 соединен с выходом блока 13 управления, подключенного к выходам компараторов низкого. 14 и высокого 15 уровней, одни входы которых соединены с выходом усилителя 11, а другие входы подключены соответственно к источнику 16 опорного напряжения низкого уровня и к источнику 17 опорного напряжения высокого уровня. Одновременно выход блока 13 соединен с управляющим входом дешифратора 18 сигналов управления переменными коэффициентами усиления. Вход дешифратора 18 подключен к низкочастотному выходу генератора 19тактовых импульсов, а выходы соединены с управляющими входами управляемого усилителя 20 с регулируемыми коэффициентами усиления. Низкочастотный выход блока.19 соединен также с управляющими входами коммутатора 10 каналов, дешифратора 12 каналов и блока 13. Выходы дешифратора 12 соединены с входами блока 21 фильтров низких частот, выходы которого подключены к инвертирующим входам блопульсы с высокочастотного выхода генератора 19 поступают на один входблока 13, который вырабатывает команду на увеличение коэффициента усиления усилителей 11 и 20. Если сигнална выходе усилителя 11 выше опорногоустанавливаемого источником 17, токомпаратор 15 изменяет свое состояние и тактовые импульсы с высокочастотного выхода генератора 19 поступают на другой вход блока 13, которыйвырабатывает команду на уменьшение коэффициента усиления усилителей 11 и 20.Таким образом, сигнал на выходеусилителя 11 для каждой -й полосычастот будет находится в желаемомдиапазоне, обеспечивающем корректноевыполнение операции деления в каждойчастотной полосе блоком 9. Дешифрованный импульсный сигнал с выходадешифратора 12 преобразуется в аналоговый с помощью блока 21 фильтровнизких частот и в таком виде поступает на инвертирующие входы блока 9деления. Одновременно с командой наизменение коэффициента усиления усилителя 11 вырабатывается управляющий сигнал. изменения коэффициентаусиления усилителя. 20, который поступает с выхода блока 13 на управляющие входы усилителя 20 через дешифратор 18. Таким образом, если на выходе фильтров 5 и б имеются сигналы,х и у, где х - сигнал возмущений, а,у - сигнал оцениваемого параметратранспортного средства, то на выходесоответствующих фильтров с центральной частотой Е, получаются сигналы,х, и,у , а на выходе блоков 7 и 8 -их средние квадратические отклонения6, и бу, . На выходах дешифратора12 будут сигналы с, Й, ,где о,- значения коэффициентов усиления усилителя 11 и соответствующего усилителя блока 20 для 1-й полосы частот.Таким образом, сигналы на выходах6блока 9 будут иметь уровни ц .1 Х 1с корректно выполненной операцией деления. Так как коэффициенты усиленияусилителей 11 и 20 устанавливаютсяодинаковыми для каждой1-й полосы,то на выходе усилителя 20 уровеньсигнала, определяющий оценку коэффициента передачи К: экипажа на частотеХ, равен К;С выхода усилителя 20 сигнал поступает на блок 22 с постояннымидля каждой частотной полосы коэффициентами передачи Р 1. Величины коэффициентов передачи Р; соответствуютсредним квадратическйм значениям возмущений эталонного пути, полученнымиз частотного снектра возмущенияпутем разделения его йа полосы, рав ные полосам пропускания фильтров 5 55 ка 9 деления. Количество блоков деления соответствует количеству пар полосовых фильтров. Выхою блока 9 деления соединены с информационными входами дополнительного усилителя 20, выходы которого подклкчены к входам блока 22 эталонного пути, выполненного в виде набора делителя с постоянными коэффициентами передачи, равными значениям средних квадратических отклонений эталонного пути по частотным 10 полосам. Количество делителей также равно числу пар полосовых фильтров.Выходы делителей блока 22 подключены к входам блока весовых коэффициентов. Все выходы блока 23 подключены к вхо дам сумматора 24.Устройство работает следующим образом.Сигналы с измерительных преобразователей 1 и 2, усиленные в усилителях 3 и 4, поступают на полосовые фильтры 5 и б, имеющие попарно одинаковые центральные частоты и полосы пропускания. В общем случае количество фильтров 5 и б и полосы пропускания вырабатывают таким,чтобы был полностью охвачен частотный диапазон сигнала на выходе транспортного средства, Отфильтрованные сигналы с выходов фильтров 5 и б поступают на блоки 7 и 8, которые измеряют сред нее квадратическое значение сигналов, поступающих далее на неинвертирующие входы блока 9 деления, на инвертирующие входы которого подаются сигналы с выходов блока 21. Средние квадрати. З 5 ческие значения сигналов с выхода блока 8 подаются на коммутатор 10, который с частотой следования тактовых импульсов, задаваемых генератором 19, переключает поочередно выходы 40 блока 8 на информационные входы усилителя 11 с регулируемым коэффициентом усиления. Длительность тактового импульса определяется максимальной частотой измеряемого сигнала, временем восстановления параметров усили теля 11 и длительностью переходных процессов в переключателях коммутатора 10 и усилителя 11.Уплотненный сигнал всех каналов с выхода усилителя 11 подается на вхо ды компараторов низкого 14 и высокЬ- го 15 уровней, в которых происходит сравнение выборочного значения сигнала в 1-й полосе частот с напряжениями, задаваемыми источниками 16 и 17 опорного напряжения низкого и высокого уровней. Величины низкого и высокого опорных напряжений выбираюттакими, чтобы диапазон изменения сигнала возмущения на выходе усилителя 11 обеспечивал выполнение операции деления с высокой степенью точности.Если сигнал на выходе усилителя 11 меньше опорного, устанавливаемого источником 1 б,то компаратор 14 изменяет свое состояние и тактовые им1050926 Составитель Я, Гавриловактор А. Огар Техред Т.фанта Корректор и,. Шароши Подписноеа СССРытийнаб., д, 4/5 675твенногообретениЖ, Р каэ 8575/18 Тира ВНИИПИ Госуда по делам 113035, Иосквлиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная, 4 и б, На выходах блока 22 сигналы в каждой частотной полосе пропорциональны.произведенню КР , т.е. приведены к уровню эталонного возмущения в -й полосе частот. С выхода блока 22 сигнал поступает на блок 23 с перестраиваемыми ". коэффициентами с, при помощи которых может быть образована некоторая весовая Функция, характеризующая зависимость измеряемого параметра от частоты При отсут ствии такой зависимости коэффициенты устанавливают равными единице. С вы" хода блока 23 сигнал поступает на сумматор 24. На выходе сумматора сигнал пропорционален измеряемому параметру качества транспортного средства во всем частотном диа.пазоне, охватываембм полосовымифильтрами. Кроме того, он соответст вует спектру и уровню возмущенийэталонного пути,Использование устройства для из -мерения динамических параметров Гтранспортного средства позволяет р уменьшить погрешность измерения в полосах частот с низким уровнем входного сигнала,а следовательно, погрешность измерения параметра в целом,т.е,во всемчастотном диапазоне.