Измеритель добротности колебательных систем

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистичвскихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 200580 (21) 2926513/18-21 (у 1) М, Кп 3 с присоединением заявки М 9 6 01 й 2726 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий,337 (088. 8) Дата опубликования описания 070482М(7 итель иа, В,Я.Чуба ОЛЕВАТЕЛЬНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТН ТЕМ 0 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исйользовано для контроля параметров механических и электрических колебаний систем.Известен измеритель добротности, содержащий управляемый усилитель, детекторы пикового и среднего значений, суммирующий элемент, преобразователь напряжение - частота, импульсную схему, интегратор и индикатор 1Однако эта схема измерений имеет невысокую точность из-за отсутствия возможности непосредственного отсче" та добротности в диапазоне частот исследуемых колебаний. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения действующей добротности колебательны систем, содержащее двухполупериодный входной выпрямитель, два канала, состоящие, из пороговых элементов и ин" тегрирующих цепей, формирователь пилообразного напряжения, соединенный с индикатором выхода, измеритель частоты затухающих. колебаний, умножитель частоты и переключатель настройка - измерение, причем орган настрой" ки измерителя частоты механически сопряжен с умножителем частоты.Известное устройство обеспечивает непосредственный отсчет добротности в диапазоне частот исследуемых колебаний Г 2).Однако в нем точность измерений ограничивается техническими возможностями механической связи между из" мерителем и умножителем частоты.Кроме того, известное устройство имеет низкую производительность измерений, вследствие затрат времени на механическую перестройку измери;теля частоты. К снижению призводительности приводит и процесс настройки, включающий два этапа и связанный с ручным изменением положения переключателя настройки - измерения.Цель изобретения - повышение точ-. ности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель колебательных систем, содержащий двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с зажимом для подключения источника затухающих колебаний, а выходы через два идентичных канала, выполненных в виде последовательно соединенных од" ного порогового элемента, интеграто"- частота импульсов стабильного источника.Преобразованный двухполупериодным выпрямителем 2 сигнал поступает на вход пороговых элементов 3 и 4 с порогами срабатывания 0 и 0.В течение времени от момента возбуждения колебаний в источнике 1 затухающих колебаний от момента, когда, текущее значение огибающей затухающего колебания достигнет пороговых уровней, на выходах соответствующих пороговых элементов 3 и 4 формируются пачки импульсов с соответствующими длительностями.Сформированные пачки импульсов интегрируются с помощью интеграторов 7 и 8 и поступают на вход пороговых элементов 5 и 6 с порогами срабатывания 0 ъ и 0 ц . Полученные на выходах порОговых элементов 5 и б импульсы поступают на элемент 9 аитисовпадений, на.выходе которого получается разностный импульс длительностью0 (2)4к 2 и 02.Учитывая, что коэффициент затухания колебательной системы 4- связан с добротностью Ц следующим соотношением(3) то полученная длительность разностного импульса будет прямо пропорциональна добротности и зависит от частоты исследуемых колебаний(4) Напряжение 0, на резистивной матрице 19 с выхода управляемого источника 16 найряжения подводится к управляющему входу формирователя 10 пилообразного напряжения, где инте" грируется в течение длительности.,а 1 импульса, который поступает на другой вход этого формирователя от элемента 9 антисовпадения.Амплитудное .значение напряжения на выходе формирователя 10 пилообразного напряжения, измеряемое индикатором 11, определяется так(5)0 Вык = 0 иудСгде Г- постоянная времени интегрированияПодставляя в полученное выражение значения 0 и и 1, окончательно получим величину, считываемую с индикатора 11, которая прямо пропорциоВ течение сформированного интервала 1 в счетчик 15 импульсов че" рез элемент 14 совпадения поступают импульсы от генератора 13 стабильной частоты. Суммарная проводимость резистивнойматрицы 19, управляемая через ключи18 счетчиком 15 импульсов прямо пропор- бОциональна коду И,хранящемуся в этомсчетчике.Падение напряжения цв на суммарной .проводимости резистивной матрицы 19от тока 3 создаваемого генератором 65 ра и другого порогового элемента - свходами элемента антисовпадения соответственно, выход последнего черезФормирователь пилообразного напряжениясоединен с индикатором, введены формирователь временного интервала, генератор импульсов стабильной частоты,элемент совпадения, счетчик импульсов и управляемый источник напряжения,причем вход Формирователя временногоинтервала подключен к входу двухпо Олупериодного выпрямителя, а выход -к одному из входов элемента совпадения, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов стабильной частоты, а выход элементасовпадения соединен с входом счетчика импульсов, выход которого черезуправляемый источник напряжения соединен с формирователем пилообразногонапряжения. 26Управляемый источник напряжениясостоит из последовательно соединенных генератора постоянного тока,ключей и резистивной матрицы.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит источник 1затухающих колебаний, двухполупериодный выпрямитель 2, пороговые элементы 3 - б, интеграторы 7 и 8, элемент9 антисовпадения, Формирователь 10 ЗОпилообразного напряжения, индикатор11, Формирователь 12 временного интервала, генератор 13 импульсов ста- .бильной частоты, элемент 14 совпадения, счетчик 15 импульсов, управляемый источник 16 напряжения, которыйсостоит из генератора 17 постоянноготока, ключей 18 и резистивной матри"цы 19.Устройство работает следующим образом.Затухающие колебания источника 1затухающих колебаний подаются одновременно на вход двухполупериодноговыпрямителя 2 и формирователь 12 45временного интервала.Формирователь 12 временного интервала создает интервал времени ц,пропорциональный целому числу периодовисследуемых колебаний. 50(7) 0 нальна добротности исследуемого источника 1 затухающих колебанийЦ,ц= -Й. (6)Зфд Если выбрать постояннуювания из условия,то считьпеаемая по индикатору 11 величина непосредственно равна искомой добротностиЖю =(8)Для нормальной работы устройства 15 необходимо, чтобы напряжение на выходе управляемого источника 16 напряжения было получено до начала формирования длительности импульса ь С на выходе элемента 9 антисовпадения, 2 О Поэтому количество периодов и при, формировании интервала следует вы" бирать таким, чтобы длительность этого:интервала была меньше длительности пачки импульсов 1.е на выходе элемента 3.Введение в устройство новых элементов отличает его от известного, так как ликвидируются погрешности, вносимые кинематической связью между элементами устройства, и повышается точность контроляустранение ручной механической настройки устройства значительно повысит производительность измерений и позволит применять предлагаемое устройство автоматизированных системах контроля.Кроме того, предлагаемое устройство, по сравнению с известным, обладает дополнительнымпреимуществом, 40 состоящим в том, что для получения результата измерения достаточно одноразового возбуждения исследуемой колебательной системы. Это также повышает производительность измеренийе 45 особенно в тех случаях, когда исключено повторное проведение эксперимента или его воспроизведение требует больших материальных затрат и вре, мени.Экономический эффект от использова. ния предлагаемого устройства .определяется пов доением производитель"ности измерений и улучшением показателей качества контроля исследуемыхколебательных систем. 1. Измеритель добротности колебательных систем, содержащий двухполупериодный выпрямитель, вход которогосоединен с зажимом для подключенияисточника затухающих колебаний а выходы через два идентичных канала,выполненных в виде последовательносоединенных одного порогового элемента, интегратора и другого порогового элемента. - с входами элементаантисовпадеиия соответственно, выходпоследнего через формирователь пилообразного напряжения соединен с индикатором, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, .с целью повышения точностиизмерения, в него введены формирователь временного интервала, генераторимпульсов стабильной частоты, элементсовпадения, счетчик импульсов иуправляемый источник напряжения,причем вход формирователя временного интервала подключен к входу двухполупериодного выпрямителя, а выходк одному иэ входов элемента совпаде-,ния, к другому входу которого под-ключен выход генератора импульсовстабильной частоты, а выход элемента совпадения соединен с входом счетчика импульсов, выход которого черезуправляемый источник напряжениясоединен с формирователем пилообразного напряжения.2. Измеритель по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с .я тем, что управляемый источник напряжения состоит изпоследовательно соединенных генератора постоянного тока, ключей и резистивной матрицы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Р 2059150кл. 6 01 В 27/26, 1975 2. Авторское свидетельство СССРР 447647, кл. С 01 В 27/26,17.09.72 (прототип)Редакто илиал ППП "Патент ктная, 4 жгород Заказ 2132/29 Тираж 719,ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и о113035, Москва, Ж, Рауш Подписномитета СССРкрытий.ская наб., д