Устройство для импульсного возбуждения непрерывных колебаний струны

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для возбуждения непрерывных колебаний струны струнного преобразователя с одной электромагнитной катушкой возбуждения в per жиме свободных колебаний. Целью изобретения является повышение амплитуды колебаний струны и уменьшение фазовых девиаций. Цель достигается за счет введения в устройство первого и второго ключей, реверсивного счетчика и генератора счетных импульсов, подсоединенных строго определенным образом. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901646/21 (22) 29.10.90 (46) 07.01.93. Бюл. hL 1 (72) Н.Н.Гусев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1154561, кл. G 01 1 21/10, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1381353, кл. 6 01 (21/10, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ КОЛЕБАНИЙ СТРУНЫ. (57) Изобретение относится к измерительной

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для возбуждения непрерывных колебаний струны струнного преобразователя с одной электромагнитной катушкой возбуждения в режиме свободных колебаний.

Известно устройство для возбуждения непрерывных колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной электромагнитной катушкой возбуждения, усилитель, детектор, фильтр низких частот, компаратор уровня; умножитель частоты с коэффициентом умножения, равным двум, первую и вторую схемы совпадения, генератор, коммутатор, усилитель-ограничитель и регистратор, причем электромагнитная катушка возбуждения струнного преобразователя подключена к коммутатору, к выходу которого подключены входы детектора, усилителя — ограничителя, регистратора и умножителя частоты, выход детектора через фильтр низких частот подключен к компаратору уровня, выходы умножителя частоты и усилителя-ограничителя подключены к входам первой схемы совпадения, выход като„„ Ц „„1786377 Al (я)5 G 01 1. 21/10 технике и может быть использовано для возбуждения непрерывных колебаний струны струнного преобразователя с одной электромагнитной катушкой возбуждения в ре-, жиме свободных колебаний, Целью изобретения является повышение амплитуды колебаний струны и уменьшение фазовых девиаций. Цель достигается за счет введения в устройство первого и второго ключей, реверсивного счетчика и генератора счетных импульсов, подсоединенных строго определенным образом. 2 ил, рой подключен к первому входу второй схемы совпадения, к второму входу уровня, а выход второй схемы совпадения подключен к входу управления генератора (1), Недостаткам данного устройства является наличие постоянной синхронизации импульса силы возбуждения колебаний струны, что обусловлено отсутствием учета запаздывания величины ЭДС, наводимой в электромагнитной катушке струной, на величину Т /4, где Те- период колебаний струны. Наличие этого эффекта приводит к снижению амплитуды колебаний струны и значительным фазавым девиациям, что снижает точность преобразования измеряемой физической величины.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является утрайство для импульсного возбуждения непрерывных колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной катушкой возбуждения, коммутатор, усилитель-ограничитель, генератор импульсов, цифровой делитель частоты, двухвходовую схему совпадения, блок дифференцирования и реги1786377

15

25

40

55 стратор, причем струнный преобразователь соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого связан с генератором импульсов, а выход через последовательно соединенные преобразователь сигнала и схему управления соединен с управляющим входом генератора, регистратор подключен к выходу преобразователя сигналов, при этом схема управления выполнена в виде схемы совпадения и. параллельно соединенных входами делителя частоты и блока дифференцирования, выходы которых соединены с входами схемы совпадения, а преобразователь сигнала выполнен в виде усилителя-ограничителя(2).

Недостатком данного устройства является наличие постоянной рассинхрониэации импульса силы возбуждения колебаний струны, что обусловлено отсутствием учета запаздывания величины ЭДС, наводимой в электромагнитной катушке струной, на величину Tc/4, где Tc — период колебений струны. Последнее приводит к демпфированию колебаний струны и увеличению состава их гармоник, а следовательно, к снижениюточности измерения.

° Цель изобретения — повышение амплитуды колебаний струны и уменьшение фазовых девиаций.

Цель достигается тем, что в устройство для импульсного возбуждения непрерывных колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной электромагнитной катушкой возбуждения, коммутатор, усилител ь — огра ничител ь, генератор импульсов, цифровый делитель частоты, блок дифференцирования, введены RS-триггер, первый и второй ключи, реверсивный счетчик и генератор счетных импульсов, причем струнный преобразователь с одной катушкой возбуждения соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого связан с генератором импульсов, а выход через последовательно соединенные усилитель-ограничитель,. цифровой делитель частоты, блок дифференцирования подключен к Sвходу RS-триггера, выход которого соединен к первому входу второго ключа и входу генератора импульсов, выход генератора счетных импульсов подсоединен к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых соответственно подключены к входам "+1" и "-1" реверсивного счетчика, выход "<О" которого подсоединен к R-входу

RS-триггера, а первый вход первого ключа подсоединен к выходу цифрового делителя частоты, У предлагаемого решения по сравнению с прототипом с введением этих отличительных признаков появляется новое свойство, заключающееся в точной синхронизации импульса возбуждения колебаний струны.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временная диаграмма его работы.

Устройство содержит струнный преобразователь 1 с одной электромагнитной катушкой возбуждения, коммутатор 2, генератор 3 импульсов, усилитель-ограничитель4, цифровой делитель.5 частоты, блок

6 дифференцирования, RS-триггер 7, первый ключ 8, реверсивный счетчик 9, второй ключ 10, генератор 11 счетных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Начальный запуск генератора 3 импульсов обеспечивается подачей импульсов запуска на вход 12 устройства. Выработанный импульс возбуждения прямоугольной формы с выхода генератора 3 импульсов через коммутатор 2 возбуждает свободные затухающие колебания струны преобразователя 1 с периодом Тс(фиг.2а), которые наводят в его электромагнитной катушке ЭДС, сдвинутую на Тс/4 относительно колебаний струны. На время действия импульса возбуждения коммутатор 2 отсоединяет катушку возбуждения струнного преобразователя 1 от входа усилителя-ограничителя 4 для предотвращения прохождения высоковольтного импульса возбуждения на вход усилителя-ограничителя 4.

Сигнал с выхода струнного преобразователя

1 через коммутатор 2 поступает на вхоД усилителя-ограничителя 4 и усиленный до ограничения (фиг.2б) поступает на вход цифрового делителя 5 частоты, с выхода которого импульсы (фиг.2в) поступают на первый вход первого ключа 8 и вход блока 6 дифференцирования. Генератор 11 счетных импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг.2г), которые поступают на вто- рые входы первого 8 и второго 10 ключей. В исходном состоянии реверсивный счетчик 9 и RS-триггер 7 находятся в состоянии "0", ключи 8 и t0 закрыты. На время прихода импульса (фиг.2в) с выхода цифрового делителя 5 частоты открывается первый ключ 8 и счетные импульсьг (фиг.2д) поступают на вход "+1" реверсивного счетчика 9. Задний фронт импульса (фиг.2в), пройдя через блок

6 дифференцирования (фиг.2е), переключает RS-триггер 7 в состояние "1". Триггер 7 открывает второй ключ 10 и счетные импульсы (фиг. 2ж) начинают поступать на вход "-1" реверсивного счетчика. В момент окончания счета на выходе ".0" реверсивного счетчика формируется отрицательный импульс (фиг. 2з), который переключает RS-триггер 7 в состояние "0" (фиг,2и). Таким образом на

1786377

Фиг,1 выходе RS-триггера 7 формируется импульс (фиг.2и), начало которого совпадает с задним фронтом импульса (фиг.2в) с выхода цифрового делителя 5 частоты, а длительность — с длительностью Tc/2 с точностью до шага квантования. Этот импульс поступает на вход управления генератора 3 импульсов, вырабатывающего в этот момент времени импульс возбуждения (фиг.2к) струнного преобразователя 1. Далее устройство обеспечивает поддержание колебаний струны, возбуждая их с периодом пТС, где n — коэффициент деления частоты. При длительности импульса возбуждения (фиг.2к), равной Тс/2, что имеет место в предлагаемом устройстве, его центр совпадает с моментом ноль-перехода колеблющейся струны, при этом обеспечивается самый энергетически выгодный режим импульсного возбуждения струны.

Техническим преимуществом предлагаемого устройства для импульсного возбуждения непрерывных колебаний струны по сравнению с аналогом и прототипом является наличие блока, позволяющего обеспечить максимальную амплитуду у колебания струны (при заданной амплитуде U импульса с выхода генератора 3 импульсов), а следовательно, и величину наведенной ЭДС при минимальных фазовых девиациях.

Формула изобретения устройство для импульсного возбуждения непрерывных колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной

5 электромагнитной катушкой возбуждения, коммутатор, усилитель-ограничитель, генератор импульсов, цифровой делитель частоты и блок дифференцирования, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

10 амплитуды колебаний струны и уменьшения, фазовых девиаций, в него введены первый и второй ключи, реверсивный счетчик, RS-триггер и генератор счетных импульсов, причем струнный преобразователь с одной электро15 магнитной катушкой возбуждения соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с генератором импульсов, а выход через последовательно соединенные усилитель-ограничитель, цифровой делитель

20 частоты и блок дифференцирования подклю-. чен к S-входу RS-триггера, выход которого подсоединен к первому входу второго ключа и входу генератора импульсов, выход генератора счетных импульсов подсоединен к

25 вторым входам первого и второго ключей, выходы которых соответственно подключены к входам "+1" и "-1" реверсивного счетчика, выход "<О" которого подсоединен к

R-входу Rs-триггера, а первый вход первого

30 ключа подсоединен к выходу цифрового делителя частоты.

1786377

Составитель Н.Гусев

Техред M. Морге нтал

Редактор

Корректор А. Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гас дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.