Устройство сбора и обработки результатов ударных испытаний

(19) ИП 51)4 С 06 Р 15/74, С 01 М 7/ РСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ЕТЕНИЯМ И ОЧЯРЦТИЯМ СССР ГОС ПО(21) (22) (46) (72) 9/24-248689. Бил. М 8колаев, В,ИВов, Н,К.Корк 4174 25.1 154) УСТРОЙСТВО СБОРА И ОБРАБОТКИРЕЗУЛЬТАТОВ УДАРЖЛ ИСПЫТАНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляиспользования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамическихнагружений, 11 ель изобретения - повышение точности обработки. При проведении ударных испытаний с объектом12 испытаний на блоке 11 воспроизве 28. 0 З.П.Н ераси цуро146236 пения ударной нагрузки, работающем ня принципе освобождения заневоленных пружин ня резонансной частоте объекта 12, возникают затухающие колебания. Эти затухающие колебания вы зывают изменения электрических сигналов на датчиках 9, установленных на объекте 12, Эти сигналы поступают через блоки 8 согласования в блок 7 буферной памяти. -Перед началом испытаний в блок 7 записываются калибровочный сигнал с датчика 9 и опорный сигнал с генератора 10 опорных. сигналов, После окончания испытаний запись передается в блок 3 управления и спектральной обработки,где информация обрабатывается по программе. По коМанде оператора в память .блока 3 вводятся исходные дайные: базовый адрес данных (БАЛ); массивы з 1 п и соз; частота Гк=200 байт/с и амплитуда А калибровочного сигнала. Зятем оператор включает воспроизведение записи в блок 3, подключаетодин из исследуемых каналов блока 7на вход АЦП 4 и производит калибровку программы приема информации.с частотой 1 =200 Гц и амплитудой А к,вычисляя множитель Кц и перевод кода в блоке 3 в реальную физическуювеличину (в данном случае перегрузку). Далее начинается программа обработки процесса удара. По командеоператора воспроизводится запись процесса удара, Блок 3 определяет начало ударного процесса и принимает егов заранее отведенный массив памяти ввиде эквидистальных ординат реализации исследуемого процесса удара. Покоманде оператора эта реализацияподвергается разложению в ряд Фурьеи определяется оценка спектральнойплотности (энергетический спектр)исследуемого процесса удара, 9 ил,Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляиспользования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамических 5нагружений,Цель изобретения - повышение точности обработки,Ня фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; ня фиг, 2 - укруп Оненный алгоритм обработки удара; няфиг, 3 - алгоритм калибровки частотыприема и амплитуды; ня фиг 4 - алгоритм определения частоты; на фиг.5 алгоритм калибровки амплитуды, нафиг, 6 - алгоритм приема информации;на фиг, 7 - алгоритм определения спектральной плотности; ня фиг. 8 и 9примеры результатов обработки,Устройство (дан . 1) содержит стандартный приборный интерфейс 1, блоки2 интерфейсных модулей, блок 3 уп -рявления и спектральной обработки,выполненный на микроЭВМ, анального-цифровой преобразователь (АЦП) 4, коммутатор 5, графопостроитель 6, блок7 буферной памяти, выполненный нямягнитогряфе, соглясуюшие блоки Я,2датчики 9, генератор 1 О опорногосигнала и блок 11 воспроизведенияударной нагрузки,Блок 11 работает на принципе освобождения заневоленных пружин нарезонансной частоте объекта 12 испытаний,Устройство работает следующим образом (фиг, 2).При проведении ударных испытанийс объектом на блоке 12 возникают затухающие колебания. Эти затухающиеколебания вызывают изменения электрических сигналов на датчиках 9, установленных на объекте 12, которые через согласующие блоки 8 поступаютв блок 7, Перед началом испытанийв блок 7 записывают калибровщныйсигнал с датчиков 9 и опорный сигналс генератора 10. После окончанияиспытаний запись из блока 7 переписывается в блок 3, где информацияобрабатывается по программе (фиг.2).По команде оператора в память блока вводятся исходные данные: базовыйадрес данных (БАД); массивы В 1 п исоз, частота Як=200 байт/с и амплитуда А к калибровочного сигнала,, +(с-. х.вп45 отсюда Я(Г ) = - (а+Ь к) .2 2 2 Затем оператор включает воспроизведение записи блока 3, подключает один из исследуемых каналов блока7 на вход АЦП 4 и производит . калиб 5ровку программы приема информации(фиг. 6) с частотой Г =200 Гц и амплитудой А; вычисляя множитель Ки перевод кода в блоке 3 в реальнуюфизическую величину (в данном случае 10перегрузку),Далее начинается программа обработки процесса удара, По команде оператора воспроизводится запись процесса,и принимает его в заранее отведенный массив памяти в виде эквидистантных ординат реализации исследуемого процесса удара,По команде оператора эта реализация подвергается дискретному преобразованию Фурье и вычисляется спектральная плотность мощности исследуемого процесса 2 г и 2 Ф г ЯИ)= - ( Е х, сов -- ) + . 25Н М(1)ИПосле окончания обработки блок 3 по командам оператора определяет масштабы и выводит графики исследуемого процесса п(1) и. спектральной; плотности Я(С) на графопостроитель 6.Программа калибровки частоты приема й =200,.Гц и амплитуды (Фиг. 3) предназначена для метрологического обеспечения обработки процессов удара. Она позволяет установить требуемую частоту приема (К =200 байт/с) информации и определить калибровочный множитель К для перевода кода в блоке 3 в реальную Физическую величину. Это производится следующим образом.Установив начальное, время одногоизмерения .,Т=Т,+Т , где Т- время одного измерения; Т - время операции приема 1-го отсчета, Т,=227 тактов блока 3; Т 2 - пауза между измерениями, устанавливаемая. программным путем.Блок 3 принимает калибровочныйсигнал в память. Затем в зависимости от частоты калибровочного сигнала блок 3 по программе определения частоты й (Фиг.4) определяет реальное число измерений Ы и сравниИЗм вает его с заданным по условию)И -И(1. (2)Если условие (2) не выполняется, определяется ошибка на одном измерении а 1 Учитывая эту ошибку в паузе междуизмерениями блок 3 опять принимает калибровочныйсигнал и анализирует его, Этот процесспродолжается до тех пор пока не выполнится условие (2), После выполненияусловия (2) блок 3 по программе калибровки амплитуды (Фиг. 5) определяет калибровочный множитель К в соответствии с Формулой где А к - амплитуда калибровочногосигнала;А - измеренная амплитуда калибровочного сигнала,Программа приема информации позволяет принимать информацию с блока 7 в память блока 3 с заданной частотой и заранее отведенный массив памяти. Частота приема устанавливается временем паузы, определяемым программой калибровки частоты приема.Определение спектральной плотности Я(й) (Фиг. 7) проводится при помощи прямого:преобразования Фурье 2 пК;(х,.сов -- ) +Х2 ФМф 2 ГК; " . 2 ФК;8, - х сов -и Ь = х 82.пк, - ; к 1 " 1Й и позволяет определить спектральныесоставляющие где К - номер гармоники;И - количество измерений исследуемой реализации, 5 14 формула изобретенияУстройство сбора и обработки результатов ударных испытаний, содержащее датчик, блок воспроизведения ударной нагрузки, аналого-цифровой преобразователь и блок управления и спектральной обработки, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения точности обработки, в него введены датчики, блок буферной памяти, генератор .опорных сигналов и коммутатор, а блок управления и спект,ральной обработки содержит средства начальной калибровки измеряемых па 62361 6раметров, выходы всех датчиков и первый вход генератора опорных сигналовсоединены с информационными входами 5блока буферной памяти выходы которо 9го соединены с информационными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-,цифрового преобразователя, выходкоторого соединен с информационнымвходом блока управления и спектральной обработки, второй выход генератора опорных сигналов соединен с входомзапуска блока воспроизведения удар 1 б ной нагрузки.14 б 2361 Начало Нелг лел "45 гл фка Нетбеар чие 7 6 6 4 е брод исяоднвгд даниьгк Рабочее число лгеа воаконечмьгй.адрес мосеиЗЬ уЯеракэф Началеньэй адрес Фмненил ечеачлг ачк ефслэабллэоеГик лвгво д лер ои еорэонцкиу в 1 бг ниг ееаеа леле ресации кстиг агь и вел к в Ддад начального адреса ударае ОО Одевчениг рееистжд наалкания ал. и дк Обнуление одресод обраевенил и нассчду ж и вел лаге О льела ьо оилга ию лаээелги и лре- Юание Олределение ноегр-ищиенга арвеалределение ноэФФииигнлга Фурье д Ф Ааизадреса обраегенияагечьгчОлре елгние од.реса аарон гнилнассиоу соь иЦл Л Саь-ЕООф 5 д ф ко ВОО ириь че а ооотод Д,ннггоьо АаЛРЕ ЕЛЕНиг СЛЕЛГРОЛЬНО СОСгЛа еи врноникии ьалоюинание ее Очегл числа еарнонин Ээ у1462361 оставитель А, Ушаковехред Л.Сердюкова Корректор С.Рекмар а едактор Заказ 76/50 Тираж 667 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Ж