Устройство для измерения параметров движения платформы ударной установки

(56) 1. Сб, Техника измеренияпараметров вибрации и удараф.ЛДНТП, г, Л., 19732. Измеритель скорости бойкустройства Вертикаль-Зф техничекое описание ПГ 28.350.000 ТО18.08.81 (прототип);(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ПЛАТФОРМЫУДАРНОЙ УСТАНОВКИ, содеркащее растровый обтюратор, закрепленный наплатформе ударного стенда, блок установки в исходное состояние, ждущиймультивибратор, первый триггер ипоследовательно соединенные Фотодатчик, Формирователь, первый ключ,первый счетчик импульсов и первыйиндикатор, при этом вход установкиединицы первого триггера подключенк выходу Формирователя, а выход:блока установки в исходное состояние соединен со входами установкинуля первого триггера и первогосчетчика, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повывения точнос-ти измерения скорости отскокаплатформы ударной установки, тормозной элемент выполнен электропро.801012140 . А ЗВ).а.01 Р 3 36 а 01 Р 3 489 воднык и изолирован от ударной установки с помощью электроизолирующей прокладки и введены два ключа , три триггера, два элемента ИЛИ, второй счетчик и второй индикатор, причем электропроводный элемент подключен ко входу установки единицы второго триггера, вход установки нуля которого соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ, со входом установки единицы третьего триГгера, со входом установки нуля второго счетчика и с выходом блока установки в исходное состояние, а выхсдс управляющим входом второго ключа, информационный вход которого подключен к выходу Формирователя и к информационному входу третьего ключа, а выход - ко входу установки единицы четвертого триггера и ко второмувходу первой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом первого триггера, а выход через идущий Ф мультивибраторсо входом установки нуля третьего триггера ис первым входом второй схемы ИЛИ, выход фф которой подключен ко входу уставов- (ива ки нуля четвертого триггера, выход которого соединен с управляющим фф входом третьего ключа, выход которого через второй счетчик подключен ко входу второго индикатора,.при . ффффф этом выход третьего триггера сое- ф динен с управляющим входом первого ключа.60 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ударных испытательных стен.дах, в которых ударное ускорениеФормируется в результате упругогоили уругопластического соударения 5двух жестких тел, Соударение вних происходит через промежуточныйэлемент, называемый тормознымэлементом.Известное устройство, предназначенное для измерения скорости астре.чи и отскока платформы ударногостенда, основано на фиксированиивремени прохождения известной,мерной базой, закрепленной на движущейся платФорме стенда, неподвижного чувствительного элемента.Чувствительный элемент по возможностизакрепляется так, чтобы, можно былозафиксировать время прохождения20мерной базы непосредственно передначалом формирования удара и сразупо окончании удара 1).К недостаткам этого устройстваследует отнести наличие неустранимых в данном устройстве дополнительных погрешностей, связанныхс тем, что фиксирование прохождения мерной базой фотоприемника нев момент окончания ударного импульса, т.е. не в момент отделения плат"формы от тормозного элемента, аспустя некоторое время, нужноедля того, чтобы платформа прошларасстояние от тормозного элементадо чувствительного элемента, а так З 5как платформа после удара, какправило, тормозится в улавливающемустройстве,то к чувствительному элементу платформа приходит потерявчасть своей скорости, т.е. в измерение скорости отскока вноситсяопределенная погрешность. Болеетого, величина этого расстояния непостоянна, так как в нее, как пере"менная, входит величина, на которую д 5деформировался тормозной элементв процессе соударения. Величинаэтой деформации зависит от множества факторов - скорости соударения,массы платформы, свойств материала,из которого изготовлен тормознойэлемент, и т.д., теоретически этувеличину можно рассчитать, но практически это невыполнимО, так какпотребовало бы перед каждым экспериментом значительного количества.разнообразных измеренийи математических расчетов. Кроме того,погрешность геометрических размеровтормозного элемента также сказывается на величине деформации иследовательно требуется производство тормозных элементов по весьмавысокому классу точности, а так кактормозной элемент является сменнойдеталью однократного использова ния, то это существенно повышает затраты при испытательных и градуировочных работах. Кроме того, в этом устройстве для получения конечной информации требуется ручная обработка осцилограммы оператором и арифметические вычисления, что также снижает точность и ухудшает производительность труда.Известно также устройство для измерения скорости платформы ударной установки, которое содержит растровый обтюратор, закрепленный на свободно падающей платформе ударной установки, фотодатчик, закрепленный неподвижно, к выходу фотодатчика подключена цепь, содер-" жащая последовательно соединенные формирователь, ключ, счетчик, цифро. вой индикатор, а также цепь из последовательно соединенных триггера и ждущего мультивибратора, причем триггер одним из входов под. ключен к выходу формирователя, а выход ждущего мультивибратора подключен к управляющему входу ключа. Устройство имеет блок, вырабатьФ. вающий сигнал для установки устройст ва в исходное состояние, выход это" го блока подключен ко второму входу триггера и входу установки в нуль счетчика 2 .Однако данное устройство обладая достаточно высокой точностью измерения скорости поступательного перемещения не может быть приспособлено для измерения .скорости отскока платформы ударного стенда, так как известно достаточно простых и надежных технических решений, реализация которых позволила бы осуществить запуск измерителя скорости в нужный момент времени, т.е. в момент отделения платформы удар" ного стенда от тормозного элемента,Цель изобретения - повышение точности измерения скорости отскока платформы ударной установки путем устранения временного разрыва между моментом окончания удара и моментом начала измерения скорости отскока, Кроме того, сокращение трудозатрат,связанных с подготовкой экспериментов,а также упрощение в целом измерительного комплекса,обслуживающего ударную установку,путем совмещения Функций измерителя скорости отскока платформы в одном устройстве.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров движения платформы ударной установки, содержащем растровый обтюратор, закрепленный наплатформе ударного стенда, блок установки в исходное состояние, ждущий мультивибратор, первый триггер и последовательно соединенные Фото.55 60 65 датчик, Формирователь, первый ключ, первый счетчик импульсов и первый ,индикатор, при этом вход установки единицы первого триггера подключен к выходу Формирователя, а выход блока установки в исходное состояние - соединен со входами установки нуля первого триггера и первого счетчика, тормозной элемент выполнен электропроводным и изолирован от узла ударной установки, в котором он закрепляется, с помощью электроизолирующей прокладки и введены два ключа, три триггера, два элемен,та ИЛИ, второй счетчик и второй индикатор, причем электропроводный тормозной. элемент электрически подключен ко входу установки единицы второго триггера, вход установки нуля которого соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ, со входом установки единицй третьего триггера, со входом установки нуля второго счетчика и с выходом блока установки в исходное состояние, а выход - с . управляющим входом второго ключа, информационный вход которого подключен к выходу формирователя и к информационному входу третьего ключа, а выход - ко входу установки единицы четвертого триггера и ко второму входу первой схемы ИЛИ,первый вход которой соединен с выходом первого триггера, а выход через ждущий мультивибратор - со входом установки нуля третьего триггера и с первым входом второй схемы ИЛИ, ваход которой подключен ко входу установки нуля четвертого триггера, выход которого соединен с управляю"щим входом третьего ключа, выходкоторого через второй счетчик под-ключен ко входу второго индикатора., при этом выход третьего триггера сое динен с управляющим входом первогоключа.На Фиг.1 представлена структурная схема устройства на Фиг.2 " эпюры сигналов.Устройство содержит растровый обтюратор 1, закрепленный наплатформе 2, электроизолирующую прокладку 3 между электропроводнж тормознымэлементом 4 и узлом ударного стенда 5, в котором он закреплен, Фото- датчик. б, формирователь 7, первый ключ 8, первый счетчик 9, первый индикатор 10, второй 11, и третий 12- ключи, второй счетчик 13 и второй индикатор 14, первый 15 и второй 16 элементы ИЛИ, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 - триггерыждущий мультивибратор 21 и блок уста,новки в исходное состояние 22. Ин:.формация о скорости встречи платформы записывается в виде кода в первом счетчике 9 и отображается первым индикатором 10, а о скорости отскока платформы - во втором счетчике 13 и отображается на второминдикаторе 14,В процессе движения платформы2 растровый обтюратор 1 пересекает5 световой поток; сформированныйфотодатчиком б и модулирует его,на выходе фотодатчика наблюдается.сигнал 23,. на выходе Формирователя 7имеется этот же сигнал 24, но.,с10 нормированными Фронтами и амплитудой,Перед началом измерения первый.в нулевом состоянии, триггеры первый 17, второй 18 и четвертый 20 в .15 нулевом состоянии, тРетий триггер19 в единичном состоянии, первыйключ 8 открыт сигналом с третьеготриггера, второй 11 и третий 12ключи заперты сигналами со второго20 и четвертого триггеров соответственно, Фронт первого же импульсаупоступившего с ;выхода Формирователя на вход установки единицы первого триггера переведет его в единич 25 ное состояние и далее этот триггеростанется в единичном состоянии навсе время измерения, импульсы с выхода формирователя на него не будутдействовать (см. поз. 27 фиг,2),Фронт перехода от нулевого вединичное состояние через .первыйэлемент ИЛИ 15 поступает на запускждущего мультивибратора 21, которыйначинает генерировать первый импульс (поз.28 Фиг.2). По окончанииэтого импульса его задний Фронтустанавливает третий триггер в нулевое состояние (поз.29 фиг 2), апервый ключ, связанный с третьимтриггером, закрывается. Поступление40 импульсов на вход первого счетчика,.продолжавшееся с момента первогопересечения светового потока в фотоприемнике и до окончанйя Формирова"ния первого импульса ждущего муль 45 тивибратора прекращается, т.е. навход счетчика проходит .пачка импульсов (поэ.30 Фиг.2).Если при этом длительность импульса, вырабатываемого ждущим мультивиб 50 ратором, выбРана из условия:1 ф йй где Т - длительность импульса генерируемого мультивибратором;Н .- число отсчетов приходящихся иа интервал изменения скорости 1 м/с (обычно1,10,100 ) рЬ - шаг растрового обтюратора, то количество импульсов в пачке(а также и число, записавшееся в счет-: чике и отобразившееся на индикато" ре) будет кратно скорости перемеще-: ния растрового обтюратора и, конеч-, но же, скорости платформа.Пбскольку четвертый триггер 20 находится в нулевом состоянии , то ждущий мультивибратор, присоединенный выходом к его входу установки нуля через второй элемент ИЛИ 16, не оказывает на него никакого влив. 5 ния. Место установки Фотоприемника б и растрового обтюратора 1 необходимо выбрать так, чтобы процесс измерения скорости движения платформы закончился до момента начала тор можения элементом, а длину растрового обтюратора необходимо выбрать такой, чтобы она находилась в световом потоке в течение всего времени, пока формируется ударный импульс. )5 В момент начала формирования ударного импульса (поз.25 фиг.2) платформа приходит в соприкосновение с тормозйым элементом 4 и через металлические элементы конструкции заземляет его, На входе установки едини цы второго триггера 18 формируетея импулвс (поз.26 фиг.2), задний фронт которого переводйт его в единичное состояние:поз.31,фиг,2) Сигналом с этого триггера открывается второй ключ 11 и первый же импульс с выхода Формирователя, возникший в результате обратного движения платформы после формирования ударного импульса, пройдя через этот ключ и первый элемент ИЛИ 15, запус". кает. ждущий мультивибратор 21, а также переводит четвеРтый триггер 20 в единичное состояние (поз.32, Фиг.2) при этом открывается связан- Зз ный с четвертым триггером третий ключ 12 и на вход второго счетцика поступают импульсы с выхода фррмирователя, возникшие в результате послеударного движения платформы 40 ударной установки Эти импульсы будут поступать пока не сформируется второй импульс в ждущем мультивибраторе 21. Задним фронтом второгоимпульса мультивибратора через второй элемент ИЛИ 16 четвертый триггер 20 переводится в нулевое состояние и закрывает третий ключ 12На вход второго счетчика 13 проходитпачка импульсов (поэ.33, Фиг.2),количество импульсов в которой(а также число, записавшееся вовтором счетчике и отобразившеесяна втором индикаторе) будет равноили кратно скорости перемещенияплатформы после формирования ударного импульса. Поскольку третийтриггер 19 при этом находится внулевом состоянии, то второй импульсс выхода ждущего мультивибраторане окажет на него а следовательно, и на результат измерения скорости встречи платформы с тормозйымэлементом записанньм в первомсчетчике 9 никакого влияния. Измерение скорости отскока платформыначинается непосредственно в момент окончания ударного импульсаи тем самым устраняется временнойразрыв между моментом окончанияударного импульса и моментом начала измерения скорости отскокаплатформы ударной установки, аследовательно и устраняется срэанная с этим погрешность измеренияскорости отскока. Кроме, того,появляется возможность снизить требования кдопускам изготовлениятормозного элемента и к механическим свойствам материала тормозного элемента, так как величинадеформации не будет сказыватьсяна точность измерения скоростиотскока.1012140 СоставительТехредТ.Фанта ауст ктор О. БилакРедактор М.Товти Подписное д, 4 Филиал ППП ффПатент, г. Ужгород, ул, Проектна каз 2751/54ВНИИПИ Госуд по делам 113035, ИосквТираж 871 ственного комитета эобретений и открыт Ж, Раушская наб