Регистратор максимальных перегрузок

(51)5 Н 03 К 5/15 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ плотехникио СССР, 19.86.МАЛЬНЫХ ПЕ измеритель- льзованодля ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) РЕГИСТРАТОР МАКСИРЕГРУЗОКД 7) Изобретение относитснбй технике и может быть и 2определения и регистрации максимальных значений перегрузок. Регистратор содержит источник входного сигнала 1, два элемента задержки 2 и 6, выпрямитель 3, фильтр 4, управляемый ключ 5, цифровой. компаратор 7, усилитель 8, регистр памяти 9. дешифратор 10, элемент индикацйи 11; айалоговый запоминающий элемент 12, аналого-цифровой преобразователь 13. тумблер 14 "Питание", кнопку 15 "Индйкация" и кнопку 16 "Начальный сброс". 1 ил,1764154 10 20 3Изобретение относится к измерительной технике и может бьсть использовано дляопределения и регистрации максимальныхзначений перегрузок,Наиболее близким техническим решением.является устройство выделенияэкстремумов сигнала, содержащее анэлого" цифровой преобразователь, регистр памяти, цифровой компаратор. первый и второйформирователи импульсов, элемент ИЛИ,два с.с-триггера и связи между ними с,Н 03 К 5/153, а.с, 1413710 - прототип), Основные недостатки устройства: не обеспечивается микромощное потреблениерегистратором от источника питания в перибд времениэксплуатацииОднако при измерении и регистрацииразличных физических йрбцессов, напри-,мер ударных воздействий нэ радиоэлектроннуюаппэрэтуру, стекло и т.д. прйтранспортных перевозках, погрузочно-разгрузочных работах", необходимо измерятьзначения максимальныхперегрузок, кото-рые:воздействовали на обьект за контролируемое время и срэвнивать эти значения спредельно допустимыми. Например, еслина контейнер с хрустальной посудой во время погрузОчно-рвзгрузбчньсй работ воздействовалэперегрузка 509 в диапазоне частот1 - 50 Гци она измерена и зарегистрирована,то грузополучателюнэ станции назначениянет необходимости вскрьсвать этот контейнер,чтобы убедиться, что тэм все разбито.Вместе с тем, при транспортных перевозках время, в течение которогонеобходимо регистрировать значения максимальныхперегрузок, исчисляется десятками суток иболее, поэтому регистратор должен иметьмикомощное потребление от источникэпитания, что в свою очередь обеспечит егомалые габариты и вес,Целью изобретения является увеличение энергоресурса за счет включения регистратора только при появлении перегрузкии постоянной подзарядки источника питания.На чертеже представлена Функциональная схема регистратора,Устройство содержит источник 1 входного сигнэла, первый элемент 2 задержки,выпрямитель 3, фильтр 4. управляемыйключ 5, второй элемент 6 задержки, цифровой коммутатор 7, усилитель 8, регистр 9памяти, дешифратор 10, элемент 11 индлкации, аналоговый запоминэющлй элемент 12, аналого-цифровой преобразователь АЦП) 13, тумблер "Питание" 14; кнопку 15 "Индикация", кнопку 16 "Начальный сброс", при этом выход выпрямителя 3 является питающей шиной регистраторэ, э также соединяется через нормально разомкнутые контакты тумблера 14 "Питание" с первым входом управляемого ключа 5, а через нормально разомкнутые контакты кнопки 15 5 "индикация" соединен с вторыми входами дешифрэтора 10 и элемента 11 индикацсли, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 10, вход же выпрямителя 3 соединен с выходом первого элсментэ 2 задержки, вход которого соединен с выходом источника 1 входного сигнала и с входом фильтра 4; выход которого соединен с вторым входом ключа 5, а также через второй элемент 6 задержки соединен с первым входом усилителя 8, выход которого соединен с первым входом аналогового запоминающего элемента 12, второй вход которого соединен с вторьссл входом регистра памяти 9, и через нормэльйо разомкнутые контакты кнопки 16 "Начальный сброс" - с общей шиной; а выход аналогового запоминающего элемента 12 соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 13, первый вход-:которого соединен с вторым 25 входом усилителя 8, э также с выходом ключэ 5 и первым входом цифрового компаратора 7, второй вход которого соединен спервым входом дешифраторэ 10 и с выходом регистра пэмяти 9, первый вход30 которого соединен с выходом цифровогокомпараторэ 7, третий вход которого соединенс выходом анэлого-цифровогс преобразователя 13,Источник входного сигнала преднэзна 35 чен для преобразования механлческих перегрузок в электрический сигнал. В качествеисточника входного сигнала возможно применение рэзличных серийно выпускаемыхдатчиков перегрузок, например пьезодэт 40 чик типа АН С-03 и т.д,Злементы задержки, преднэзнэченныедля задержки во времени входного сигналаЗлемент задержки выполнен по известнымсхемам, например, пассивныл элемент за 45 держки на. ВС-цепочке, Также возмокссопрйменение серийно выпускаемых,Выпрямитель предназначен для выпрямления переменного напряжения от источника входного сигнала 1 в постоянное50 напряжение, предназнэченное как для подзарядки источника питания, тэк и для пита.ния регистратора. Выпрямитель собран поизвестной схеме, возможно применениестабилизатора и умножителя напряжения,55 собранных по известным схемам, которыетакже являются составной частью выпрямителя,Фильтр преднэзначен для фильтрациивходного сигнала и подавления сигналов по.мех. В качестве Фильтра возможно прима1764154 6нейие как серийно выпускаемых, так и со- подачи напряжения питания йа.элементинбранных по известным схемам, например дикации.фильтр Бесселя нижнихчастот, ВС-фильтри :Кнапка "Начальный сброс" предназнат.д.. чена для стирания (обнуления) содержимогоУправляемый ключ предназначен для 5 регистра памятй 9 и аналогового ЗУ 12. коммутирования напряжения питания- при : Устройство работает следующим обрапоявлении входного сигнала, т,е. подсоеди-зом:нение напряжения питания к элементам ре-Перед началом работы необходимо гистратора только на время появления на включить тумблер 14 "Питанйе" и нажать входе маломощного сигнала (например, в 10 кнопку 16 "Начальныйсброс" для обнуления несколькодесятковмВ).содержимого регистра памяти 9 и аналогоЦифровой коммутатор предназначен ваго ЗУ 12.для сравнения чисел, например, числа А и При измеренииперегрузок на выходе числа В, Компаратор имеет выходы резуль-.: источника входногосйгнала 1 (датчика), устатов анализа, например, АтВ, А = В, А(В, 15 танооленного на объекте испытания, напри- В качестве цифровогокомпаратора возмож- мер, на контейнере. перевозимом но применение микросхем: К 555 СП 1; К 531 . железнодорожным транспортом, появляет- СП 1; К 561 ИП 2 и т,д. ся электрический сигнал, пропорциональ Усилитель предназначен для усиления ный величине мехайических перегрузок, входного сигнала, а также для согласования 20 Этот сигнал поступает на вход фильтра 4. входных и выходных цепей, Усилитель со- где он фильтру. гся и одновременно подав- бран по известной схеме. В качестве усили- ляются сигналыпомех, Например, полезтеля возможно применение серийноный сигнал имеет диапазон частот 1 = 1 - 40 оыпускаемых, Регистр памяти преднаэна- Гц, соответствующий информации о мехачен для запоминания и хранения избери нических перегрузках при транспортиров- тельной информации о цифровом коде. В ке. Поэтому фильтр пропускает сигнал в качестве регистра памяти возможно приме- дйапазоне этих частот, а высокочастотные нение микросхем К 555 ИР 8, К 561 ТМЗ и т;д. сигналы (помехи)подавляет. С выхода филь- Регистр памяти имеет свой независймый тра сигнал постуйаетнавходуправляемого источник питания, В качестве регистра па ключа 5, который этот сигнал воспринимает мяти возможно применение энергонезави- как разрешение на подачу йапряженйя писимой памяти, например микросхемы тания (Оил) на элементы: Цифровой компапамяти на цилиндрических магнитных до- ратор 7, усилитель 8 и АЦП 13, которые в менах. исходном состоянии (т.е, до подачи входноДешифратор предназначен для управ гоооздействия) практическиотключены,т.е. пения световой индикацией. В качестве де- не потребляют электроэнергию от источнишифратора возможно применение ка питания. Т.о. часть элементов регистра- микросхем К 555 ИД 6, К 555 ИД 10 и т,д. тора включается только на моментЭлемент индикация предназначен для измерения, т,е, при появлении входного визуального отображения величины пере воздействия.грузки. В качестве дешифратора возможно Вместе с тем полезный сигнал с выхода применение знакосинтезирующей индика- фильтра 4 также поступает и на вход элеции АЛ 304 и т.д, мента задержки 6, где задерживается наАналоговый запоминающий элемент время,раоноевременисрабатыванияключа (аналоговое ЗУ) предназначен для времен 5 и времени оключенйя и готовности к рабоного хранения измерительной информации те подключаемых элементов. С выхода элео аналоговом виде, Аналоговое ЗУ может ментов задержки 6 сигнал усиливается быть. выполнено, например. на микросхеме усилителем 8 и поступает на аналоговый. КР 1100, СКЗ, на конденсаторе и т.д запоминающий элемент 12, где запоминаАналого-цифровой преобразователь 50 ется, .С выхода аналогового ЗУ 12 сигнал (АЦП) предназначен для осуществлейия пе- поступает на вход аналого-цифрового пререходаотинформации в аналоговой форме образователя 13, преобразующего значек информации в цифровой форме. АЦП мо- ние аналогового измеренного сигнала в жет быть выполнен, например, на микросхе- соотоетствующий цифровой код. Причем наме К 572 ПВЗ и т.д. 55 личие аналогооого ЗУ 12, которое осущест-Тумблер "Питание" предназначен для вляет временное хранение измеренного включения и отключения напряжения"пита- сигнала, даетвозможность АЦП 13 применять менее быстродействующий. С выходаКнопка "Индикация" предназначена АЦП 13 измеренный сигнал поступает на для временной(только при нажатии кнопки) один из входов цифрового компаратора 7, 1764154на другой. вход которого поступает инфор- гии от источника напряжения только на времация с выхода АЦП 13 больше, чем значе- мя измерений и регистрации перегрузки и ние, хранимое в регистре памяти 9, то постоянной подзарядки источника питания происходит запись нового значения в ре- от источника входного сигнала.гистр памяти 9. Во всех других случаях зна Для постоянной подзарядки источника чение, хранимое в регистре памяти. 9, питания возможно применение также отостается без изменения. Первоначально в дельных датчиков, например, пьезодатчирегистрпамятизаписываетсяпервоелюбое ков или электретных, которые будут значение измеренного сигнала, т,к, регистр использоваться только для подзарядки.памяти 9 10 Формула изобретенияобнулен. Затем каждое вновь измерен- Регистратор максимальных перегрузок, ное. значение перегрузки сравнивается с содержащий аналого-цифровой преобразозначением, хранимым в регистре памяти 9, ватель, выход которого соединен с первым и записывается только то, которое больше входом цифрового компаратора, второй записанного ранее. Выход регистра памяти 15 вход которого соединен с выходом регистра 9 также поступает и на вход дешифратора памяти, два элемента задержки, о тл и ч а ю, выход которого, например, в виде семи- щ и й с я тем, что, с целью увеличения энерсегментного, кода постуйает на элемент 11 горесурса, в него введены источник входноиндикации, предназначенный для визуаль- го сигналафильтр, управляемый ключ, ной индикациивеличины перегрузки. Одна уСилитель, аналоговый эапоминаюьций алеко, в целях экономий электроэнергии, мент, дешифратор, элемент индикации, дешифратор 10 и индикация 11 подключа-кнопка "Индикация", кнопка "Начальный, ются к источнику питания кнопкой 15 только сброс", тумблер "Питание", выпрямитель, на момент нажатия, С выхода источника 1, выход которого соединен с шиной питания;входногосигналаэлектрическийсигнал так а также через нормально разомкнутые же поступает на вход элемента задержки 2, контакты тумблера "Питание" с входом уп- где задерживается на время измерения и равляемого ключа, а через нормально разо- регистрации, т,е. на время срабатывания мкнутые контакты кнопки "Индикация" всех элементов, участвующих в измерении соединен с первыми входами дешифратора и регистрации. Свыходаэлемента задержки 30 и элемента индикации, второй вход которо электрический сигнал, который может го соединен с выходом дешифратора; вход быть и двухполярный, поступает на выйря- которого подключен к выходу регистра памитель 3, имеющий также схемустабилиза- мяти, вход выпрямителя через первый элеции и умножения напряжения, которое ментзадержкисоединенсвходнойшинойи поступает на источник питания для его 35 входомфильтра, выход которогоподключен подзарядки. В качестве источника пита- . куправляющемувходууправляемогоключа, ния возможно применение; например, акку- а также через последовательно соединенмуляторов, иных зарядных устройств. ные,второй элемент задержки, усилитель иТ,о, заявляемый регистратор, за счет аналоговыйзапоминающийэлемент-спер- . введения источника входного сигнала, 40 вым входом аналого-цифрового преобразофильтра, управляемого ключа,усилителя, вателя, второй вход которого соединен с аналогового запоминающего элемента, де- вторым входом усилителя, выходом управ- шифратора, элемента индикации, кнопки ляемого ключа и третьим входом цифрового "Индикация", кнопки "Начальный сброс", компаратора, выход которого подключен к тумблера "Питание" и выпрямителя с соот первому входу регистра памяти, второй ветствующими связями, по сравнению с ус- вход которого соединен с вторым входом тройством, принятым за прототип, аналогового запоминающего устройства и позволяет увеличить энергоресурс за счет через нормально разомкнутые контакты потребления регистратором электроэнер- кнопки "Начальный сброс" - с общей шиной,Составитель М,ЛеоноваРедактор М,Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор О ГустиЗаказ 3463 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101