Устройство для определения динамических характеристик объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) (Ш1)4 СО М 7/ ТЕН ЛЬСТ У ВТОРСКОМ ь изобреьных таний в ния заи образссе испыез блок 13 А,Вараксин,й и Э.М.Шишо льство СССР/00, 1977. прав м управатываетрассчиПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАК ОБЪЕКТОВсится к испытает быть испольист к 2 тения - расширен воэможностей ус Цель изофункциональва за счетбуждения заНа ф и я сигналов возвольной формыблок-схема ус ормирован аннои пприведеиг.2 иг1 нана фсблока управлелока управлени рой ема п граммифиг.3чей циф н пере схем выходам програвления. Блокп про граммьгистры,элементациклов и мяти,15 14 эадер генерато ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 0 МИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИ (57) Изобретение отно тельной технике и мож зобретение относится к испытаной технике и может быть исполь овано в машиностроении рового кода.Устройство содержит программируемый блокуправления, блок 2 формирования сигнала возбуждения, состоящий из последовательно соединенных блока 4 управления передачей цифрового кода, второй вход которого подклю чен к выходу таймера 3, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 5 и блока 6 масштабирования по амплитуде возбудитель 7 колебаний, установлен ный на нем объект 8 с размещенными эовано в машиностроении. Целтения - расширение функционалвоэможностей. До начала исеьпрограммируемый блок управленосится программа испытаний, цы сигналов, которые в процетаний подаются на объект чермасштабирования по амплитуделяемый программируемым блоколения. Блок вычислений обрабпринятый с объекта отклик итывает динамические характер3 ил. на нем датчиками 9, выходы которых подключены к сигнальным входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 1 О, управляемый вход которого подключен к программируемому блоку 1 управления, а выход - к входу блока 11 оперативной памяти, последовательно соединенным с блоком 12 вычислений, управляющий вход которого подключен .к программируемому блоку 1 управления. Управляющие входы таймера 3, блока 6 масштабирования по амплитуде, АЦП 10, блока 11 оперативной памяти и первый вход блока 4 управления передачей цифрового кода подключены краммируемого блока 1 упу равления (фи,. 2) со переписи очередной записпытаний на служебны блока 3 оперативной па жки, счетчика ра 1 б тактовыхпульсов. В схему переписи входиттриггер,17 управления, выход которого соединен с управляющими входамисчетчика 18 длины записи программы,испытаний и счетчика 19 текущего адреса записи программы испытаний. Выход счетчика 19 текущего адреса записи программы испытаний соединен спервым адресным входом блока 3 оперативной памяти, выход счетчика 18длины записи соединен с входом дешиф-,ратора 20 адреса, а выход переносапоступает на вход разрешения таймера3 и на В.-вход триггера )7 управления, 5а также через элемент ИЛИ 2) поступает на вход загрузки этого же счетчикаПервый выход дешифратора 20 адреса соединен с первыми входами схем22 и 23 анализа признаков "Конецпрограммы испытаний" и "Запрещениеобработки", выполненных на элементахИ, второй выход соединен с входомзагрузки счетчика 15 цикла, а третий - шестой выходы - с управляющимивходами блоков 3,4,6. Выход элементаИ 23 соединен с управляющим входомблока 12 вычислений, а выход элемен.та И 22 " с вторым 8-входом триггера 30)7 управления. Сигнал через элементИЛИ 24 поступает на вход загрузкисчетчика 19 текущего адреса записи ичерез элемент ИЛИ 21 - на вход загрузки счетчика 18 длины записи.35На второй вход элемента ИЛИ 24 исоединенного с ним первым Б-входомтриггера 17 управления подается сиг"нал "Пуск",Второй адресный вход блока 13 оперативной памяти соединен с информационным выходом блока 4, Выход таймера 3 соединен с управляющим входомАЦП 10 и через элемент 14 задержкис управлякщим входом блока 13 оперативной памяти.Выход блока 3 оперативной памятисоединен с информационным входомсчетчика 15 циклов, вторыми входамисхем 22 и 23 анализа признаков "Ко"нец программы" и "Запрещение обработки" и информационными входами блока4 управления передачей цифрового кода.155Выход генератора 16 тактовых импульсов соединен с тактовым входом таймера 3 и счетными входами счетчи ков 18 и 19 соответственно длины за писи программы испытаний и текущего адреса программы испытаний.Счетный вход счетчика 15 соединен с выходом блока 4, выход переполнения счетчика 15 циклов соединен с третьим Я-входом триггера 17 управления, управляющим входом блока 11 оперативной памяти и входом запрета таймера 3.Блок 4 управления передачей цифрового кода (фиг.3) состоит из счетчика 25 длины образца, счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика 26 текущего адреса образца и с выходом таймера 3 через элемент 27 задержки, выход переполнения - с входом счетчика 15 циклов, а также через первый вход элемента ИЛИ 28 - с входом загрузки того же счетчика и входом загрузки счетчика 26 текущего адреса образца. Второй вход элемента ИЛИ 28 соединен с выходом счетчика 18 длины записи. На третий вход элемента ИЛИ 28 через элемент 29 задержки поступает сигнал "Пуск". Вход управления регистра 30 начального адреса образца соединен с третьим выходом пешифратора 20, а информационный вход этого регистра соединен с выходом блока 13 оперативной памяти. Выход регистра 30 соединен с информационным входом счетчика 26 текущего адреса образца, а выход последнего - с .вторым адресным входом блока 13 оперативной памяти.Выход таймера 3 соединен через элемент 27 задержки с управляющим входом регистра 31 образца сигнала. Информационный вход этого регистра соединен с выходом блока 13 оперативной памяти, а его выход - с первым входом сумматора 32, второй вход этого сумматора подсоединен к выходу регистра 33 постоянной составляющей сигнала, а его выход - к входу ЦАП 5. Информационный вход регистра 33 постоянной составляющей сигнала соединен с выходом блока 13 оперативной памяти, а управляющий вход этого регистра подсоединен к шестому выходу дешифратора 20.Устройство работает следующим образом.До начала испытаний в блок 13 оперативной памяти заносятся образцы сигналов (по одному периоду для каждого вида периодического сигнала), которые будут использоваться в дан 5 14 ном испытании для формирования сигналов возбуждения, и программа испытаний. Каждая запись программы описывает конкретный сигнал возбуждения и содержит информацию о виде периоди- ческой компоненты данного сигнала (со ссылкой на соответствующий обра - ,зец) и его параметрах (частота, амплитуда, уровень постоянной составляющей сигнала, продолжительность выдачи сигнала, выраженная числом циклов отработки данного образца). Длины образцов и записей программы испытания фиксированы и не зависят от вида сигнала. Первое слово записи может содержать признаки Конец программы" и "Запрещение обработки". Не обрабатываются сигналы, используемые для калибровки возбудителя колебаний; перевода объекта в другое статическое положение, визуального анализа отработки данного сигнала возбуждения. По признаку "Конец программы программа испытаний начинает отрабатываться заново с первой записи, Этот процесс повторяется до получения сигнала "Останов" с пульта оператора проведения испытаний (не показан),По получении сигнала Пуск" с пульта оператора проведения испытаний начинает работать схема переписи блока 1 управления, которая переписы" вает информацию иэ записи программы испытания на регистры соответствующих блоков. В счетчик 15 заносится число циклов отработки образца, в регистр 30 - начальный адрес образца, на таймер 3 - уставка, соответствующая временному интервалу между двумя последовательными цифровыми значениями сигнала, в блок 6 масштабирования - масштаб по амплитуде сигнала возбуждения, в регистр 33 - величина постоянной составляющей сигнала возбуждения.Схема переписи работает следующим образом. Сигнал "Пуск" поступает на первый Я-вход триггера 17 управления. Триггер 17 разрешает работу счетчи" кам 19 текущего адреса записи и 18 длины записи. Счетные импульсы на счетчики 18 и 19 поступают от генератора 16 тактовых импульсов. Сигнал от счетчика 18 поступает на дешифратор 20 и разрешает перепись очередного слова записи программы испытания в соответствующий регистрАдрес этого слова в блоке 13 оперативной памя 71098 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ти указывается текущим состоянием счетчика 19 .текущего адреса записи. После иереписи всех слов очередной записи программы испытания с выхода переноса счетчика 18 поступает импульс на К-вход триггера 17, который запрещает работу счетчикам 18 и 19, одновременно возобновляется исходное состояние счетчика 18. Считывание следующей записи программы испытания будет возможно только после исчерпания счетчика 15 циклов, выходной им-. пульс которого поступает на третий Б-вход триггера 17 и разрешает работу счетчикам 18 и 19. Если в первом слове очередной записи присутствует признак Конец. программы , с выхода схемы 22 анализа поступает сигнал на второй Б-вход триггера 17 и через элемент ИЛИ 24 на вход загрузки счетчика 19. В результате загрузки текущее состояние счетчика 19 заменяется адресом начала программы испытания, и вновь начинает переписываться первая запись программы испытания,По окончании переписи первой записи программы испытания схемой переписи сигнал ".Пуск" через время, определяемое элементом 29 задержки и достаточное для срабатывания схемы перепи" си блока 1, поступает на входы за груэки счетчиков 25 длины образца, 26 текущего адреса образца и управляющий вход таймера 3, в результате чего в счетчик 25 заносится постоянное значение длины образца, в счетчик 26 переписывается значение начального адреса массива значений образца из регистра 30, которое заносится туда схемой переписи блока 1, и запускается таймер 3. Последующие занесения информации в счетчики 25 и 26 происходят по сигналу, поступающему с выхода переноса счетчика 18 длины записи. По приходу счетного им" пульса от таймера 3 содержимое счетчика 25 длины образца уменьшается на единицу, а содержимое счетчика 26 текущего адреса образца увеличивается на единицу и указывает адрес следующего значения образца в блоке 13 оперативной памяти. По сигналу от таймера 3 через время, определяемое элементом 27 задержки и "достаточное для выполнения цикла чтения блока 3 оперативной памяти, текущее значение образца переписывается в регистр 31 и с него поступает на первый вхорсумматора 32. На другой вход этогосумматора поступает значение постоянной составляющей сигнала возбуядения,находящееся в регистре 33. Результирующее значение поступает с выходасумматора 32 на вход ЦАП 5.По исчерпании счетчика 25 длиныобразца с выхода переноса этого счетчика поступает сигнал на входы загрузки счетчиков 25 и 26 и на счетныйвход счетчика 15, происходит перезапись содержимого счетчиков 25 и 26,содержимое счетчика 15 уменьшаетсяна единицу и начинается отработкаследующего периода, сигнала возбуждения. Отклик объекта 8 на данный сигнал возбуждения с датчиков 9 преобра 4зуется АЦП 1 О по сигналу от таймера3 и записывается в блок 11 оператив-,ной памяти, По исчерпании счетчика15 циклов останавливается таймер 3,в результате чего прекращается выдача на объект сигнала возбуждения иприем отклика с объекта, после чегосхема переписи блока 1 управленияперенастраивает соответствующие блоки ус гройства на передачу следующегосигнала возбуждения в соответствии спрограммой испытаний. Параллельно спередачей сигнала возбуждения блок12 вычислений обрабатывает (если нетзапрета на обработку от схемы 23 анализа при наличии признака "Запрещение обработки" ) принятый с объектаотклик на предыдущий сигнал возбуждения и рассчитывает динамические(амплитудные и фаэовыв) частотные характеристики,Формула изобретения Устройство для определения динамических характеристик объектов, содержащее блок формирования сигналов возбуждения, возбудитель колебаний, датчики, устанавливаемые на изделии, и последовательно соединенные многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), измерительные входы которого подключены к датчикам, блок оперативной памяти и блок вычислений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет формирования сигналов возбуждения произвольного вида, оно снабжено программируемым блоком управления, состоящим из схемы переписи очередной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 записи программы испытания на служебные регистры, первого элементазадержки, второго блока оперативнойпамяти, счетчика циклов и генераторатактовых импульсов, блок формирования сигнала возбуждения содержит таймер, последовательно соединенныеблок управления передачей цифровогокода, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и блок масштабированияамплитуды, в схему переписи входиттриггер управления, выход которогосоединен с управляющими входами счетчиков текущего адреса записи и длинызаписи, выход счетчика текущего адреса записи соединен с первым адресным входом второго блока оперативной памяти, выход счетчика длины записи подключен к входу дешифратораадреса, а выход переноса - к входуразрешения таймера, 3."входу триггера управления и первому входу первого элемента ИЛИ, первый выход дешифратора адреса соединен с первыми входачи блоков анализа признаков "Конецпрог раммы испытаний" и "Запрещениеобработки", второй выход - с входомзагрузки счетчика циклов, выход блока анализа признака "Конец программыиспытаний" соединен с вторым Я-входом триггера управления и через первый вход второго элемента ИЛИ - свходом загрузки счетчика текущего адреса записи и вторым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к входу загрузки счетчика длинызаписи, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входомтаймера и счетными входами счетчиковтекущего адреса записи и длины записи, выход переполнения счетчика циклов соединен с третьим Я-входом триггера упраВления, управляющим входомблока оперативной памяти и входомзапрета таймера, блок управления передачей цифрового кода. состоит изсчетчиков текущего адреса и длины образца, второго и третьего элементовзадержки, третьего элемента ИЛИ, регистров начального адреса образца,периодической и постоянной компонентсигнала и сумматора, входы загрузкисчетчиков адреса и длины образца через первый вход третьего элементаИЛИ подключены.к выходу переполнениясчетчика длины образца и счетномувходу счетчика циклов, второй входтретьего элемента ИЛИ подключен к вы 1471098ходу переноса счетчика длины записи, третий вход третьего элемента ИЛИ подключен через второй элемент задержки к второму входу второго эле" мента ИЛИ и первому Я-входу триггера5 управления, управляющий вход регистра начального адреса образца соединен с третьим выходом дешифратора адреса, а выход этого регистра - с информационным входом счетчика текущего адреса образца, выход которого соединен с вторым адресным входом второго блока оперативной памяти, первый и второй входы сумматора подключены к выходам регистров периодической и постоянной компонент, его выход - к входу ЦАП, информационные входы счетчика циклов, регистров начального адреса образца, периодичес кой и постоянной компонент и вторые входы блоков анализа признаков "Конец программы испытаний" и Запрещение обработки" соединены с выходом второго блока оперативной памяти, четвертый, пятый, шестой выходы дешифратора адреса соединены с управляющими входами соответственно таймера, блока масштабирования амплитуды, регистра постоянной компоненты, к выходу таймера подключены управляющий вход АЦП, управляющий вход второго блока оперативной памяти - через первый элемент задержки, счетные входы счетчиков адреса и длины образца иФуправляющий вход регистра периодической компоненты - через третий элемент задержки, выход блока анализа признака "Запрещение обработки" соединен с управляющим входом блока вычислений.1471098 Составитель А.КуликовРедактор С,Пекарь Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Чжгород, ул. Гагарина,10 Заказ 160 ВНИИПИ Го Тир рственного 113035, 788 Подписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС сква, Ж, Раушская наб д. 4/5