Устройство для измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей

 

Использование: устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетическом строительстве при контроле параметров струнных преобразователей, установленных в сооружения для постоянного контроля с целью диагностирования их работоспособности, либо при серийном выпуске струнных преобразователей , а также в радиотехнических измерениях. Устройство эффективно при работе с сигналами струнных преобразователей , имеющих значительную динамику уровней, а также при форме огибающей сигналов , отличающейся от экспоненциальной. Сущность изобретения заключается в том, что благодаря введению в устройство блока автоматической установки усиления обеспечивается автоматическая установка уровня исследуемого сигнала в измерительном тракте, что приводит к повышению быстро- . действия, вплоть до полной автоматизации измерений, а введение блока привязки начала измерения обеспечивает фиксацию момента измерения на огибающей затухающего сигнала, что повышает точность и сопоставимость результатов измерения при сигналах, форма огибающей которых отличается от экспоненциальной. Устройство также содержит генератор импульсов возбуждения, регулируемый усилитель , формирователь импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, дискриминатор , счетчик. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01. R 27/28

ГОСУДАРСТВЕЙ-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4863480/21 (22) 31.08.90 (46) 30.05.93. Бюл, М 20 (71) Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехНИКИ (72) Г.Г.Сахаров, А.Ю.Дружинин и Б.В.Хилков (56) Авторское свидетельство СССР.

hh 954898, кл. 6 01 Я 27/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1293495, кл. G 01 Н 5/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА ЗАТУХАНИЯ СТРУННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Использование: устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетическом строительстве при контроле параметров струнных преобразователей, установленных в сооружения для постоянного контроля с целью диагностирования их работоспособности, либо при серийном выпуске струнных преобразователей, а также в радиотехнических

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетическом строительстве при контроле параметров струнных преобразователей, установленных в сооружениях для постоянного контроля с целью диагностирования их работоспособности, либо при серийном выпуске струнных преобразователей, а также в радиотехнических измерениях.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения Ж „1818596 А1 измерениях. Устройство эффективно при работе с сигналами струнных преобразователей, имеющих значительную динамику уровней, а также при форме огибающей сигналов, отличающейся от экспонен циальной.

Сущность изобретения заключается в том, что благодаря введению в устройство блока автоматической установки усиления обеспечивается автоматическая установка уровня исследуемого сигнала в измерительном тракте, что приводит к повышению быстродействия, вплоть до полной автоматизации измерений, а введение блока привязки начала измерения обеспечивает фиксацию момента измерения на огибающей затухающего сигнала, что повышает точность и сопоставимость результатов измерения при сигналах, форма огибающей которых отличается от экспоненциальной.

Устройство также содержит генератор импульсов возбуждения, регулируемый усилитель, формирователь импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, дискриминатор, счетчик, 2 з.п. ф-лы, 1 ил. путем автоматической установки заданного уровня исследуемого сигнала в измерительном тракте и временной привязки начала измерения.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже, Устройство содержит генератор 1 импульсного возбуждения, струнный преобразователь 2, регулируемый усилитель 3, формирователь импульсов 4, блок 5 автоматической установки усиления, включающий

1818596 первый ключ 6, схему 7 управления усилени- ем, компаратор 8 напряжения и первый триггер 9, блок 10 временной привязки начала измерений, включающий делитель частоты 11, второй ключ 12 и второй триггер 13, пиковый детектор 14, делитель 15 напряжения, двухпороговый дискриминатор 16 и счетчик 17.

Мощный выход генератора 1 импульсов подключен к входу струнного преобразователя 2, а выход этого генератора с логическим уровнем соединен с входами первого

9 и второго 13 триггеров, Выход струнного преобразователя 2 подключен одновременно к входам регулируемого усилителя 3 и формирователя импульсов 4, выход которого соединен с входами первого ключа 6 и делителя частоты 11. Выход регулируемого усилителя 3 подключен одновременно к входам компаратора 8 напряжения и второго ключа 12. Выход первого ключа 6 подключен к входу схемы 7 управления усилением, выход которой соединен с входом управления регулируемого усилителя 3. Выход компаратора 8 напряжения подключен к входу первого триггера 9, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 6. Второй триггер 13 своим входом соединен с выходом делителя частоты 11, а выход его соединен с управляющим входом второго ключа 12. Выход второго ключа 12 соединен одновременно с входами пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16, выход которого подключен к входу счетчика

17, Вход делителя 15 напряжения соединен с выходом пикового детектора 14, а выходы этого делителя подключены к входам задачи пороговых напряжений двухпорогового дискриминатора 16.

Устройство работает следующим образом. Генератор 1 импульсного возбуждения периодически вырабатывает импульсы, возбуждающие затухание колебания струнного преобразователя 2, Одновременно эти импульсы устанавливают в исходное состояние первый 9 и второй 13 триггеры, обеспечивая установку первого ключа 6 в открытое и второго ключа 12 — в закрытое состояние. В исходном состоянии коэффициент усиления регулируемого усилителя 3 выбирается минимальным, обеспечивающим при максимально возможном уровне сигнала от струнного преобразователя работу пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16 на линейном участке их характеристик. Уровень сигнала, фиксируемый на выходе регулируемого усилителя

3 при помощи блока автоматической установки усиления 5, определяется величиной опорного напряжения Ооп, подаваемого на вход компаратора 8 напряжения. Пока этот уровень не достигнут, компаратор 8 и первый триггер 9 находятся в исходном состоянии, при этом через замкнутый первый ключ

6 на вход схемы управления усилением 7 поступают импульсы, сформированные формирователем импульсов 4 из сигнала струнного преобразователя. Схема управления усилением по каждому поступившему

10 импульсу производит единичное ступенчатое повышение коэффициента усиления регулируемого усилителя 3.

Когда амплитуда сигнала на выходе регулируемого усилителя становится равной

15 Uon, компаратор 8 срабатывает и изменяет состояние первого триггера 9, после чего закрывается первый ключ 6 и фиксируется состояние схемы 7 управления усилением.

Полное время, необходимое для изме20 нения коэффициента усиления регулируемого усилителя от минимальной до максимальной величины, составляет

t>y- пТ, где и — полное количество ступеней пере25 стройки усилителя;

Т вЂ” длительность периода сигнала струнного преобразователя.

Делитель частоты 11 по истечении времени

30 сд= КТ, где К вЂ” коэффициент деления делителя частоты, вырабатывает на выходе импульс, который изменяет состояние второго триггера 13, 35 что обеспечивает замыкание второго ключа

12 и поступление исследуемого сигнала на входы пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16.

Для правильной работы схемы должно

40 выполняться условие

tpy tg °

На выходе пикового детектора фиксируется величина напряжения, соответствующая амплитуде входного сигнала в момент

45 замыкания второго ключа 12.

Это напряжение через делитель напряжения 15 в виде двух опорных напряжений

01 и Uz поступает на входы двухпорогового дискриминатора 16, который из сигнала

50 струнного преобразователя формирует импульсы, заключенные по амплитуде между порогами U1 и Uz, где Ul > U2.

На вход счетчика 17 поступает пачка из

N импульсов, при этом логарифмический де55 кремент затухания исследуемых колебаний определяется из выражения

О=i tn—

1 О

1Ч Uz

1818596

20. ла измерения содержит делитель частоты, 25

35

В начале следующего цикла измерения, соответствующего поступлению импульса от генератора импульсного возбуждения 1, этим импульсом устанавливаются в исходное состояние схема управления усилением

7, пиковый детектор 14 и счетчик 17.

Благодаря тому, что начало измерения четко привязано к определенному моменту исследуемого сигнала, форма огибающей которого отличается от экспоненциальной, достигается получение точных и сопоставимых результатов измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей.

Кроме укаэанных достоинств, предлагаемое устройство обладает дополнительным преимуществом, состоящим в том, что оно позволяет полностью автоматизировать процесс измерения благодаря исключению операций по предварительной регулировке, Устройство может быть использовано при контроле стабильности параметров струнных преобразователей, установленных в энергетических сооружениях (плотины ГЭС, сооружения АЭС, ГРЭС и др.) для постоянного контроля, при контроле параметров струнных преобразователей в условиях серийного выпуска, а также в радиотехнических измерениях.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется повышением точности измерений и сокращением трудозатрат благодаря повышению его быстродействия.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей, содержащее регулируемый усилитель, формирователь импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, двухпороговый дискриминатор, счетчик импульсов и блок автоматической установки усиления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

15 целью повышения точности и уменьшения времени измерения путем введения временной привязки начала измерительного интервала. синхронизации работы блока автоматической установки усиления и обьединения входов канала формированйя пороговых напряжений и измерительного канала, в него введен блок временной привязки начала измерения, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов возбуждения, вход пикового-детектора соединен с выходом блока временной привязки начала измерений, второй вход блока временной привязки начала измерения соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход — с выходом регулируемого. усилителя.

2. Устройство по п.1, отл и ч а ю ще ес я тем, что блок временной привязки начавход которого является вторым входом блока, а выход соединен с входом второго триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, вход второго ключа подключен к выходу регулируемого усилителя и является третьим входом блока, а выход — к входам пикового детектора и двухпорогового дискриминатора.

3. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок автоматической установки усиления содержит первый ключ, схему управления усилением, компаратор напряжения и первый триггер, при этом вход первого ключа соединен с выходом формирователя импульсов, его выход — с входом схемы управления усилением, выход которой соединен с цепью управления регулируемого усилителя, один вход компаратора напряжения соединен с выходом регулируемого усилителя, второй вход — с источником опорного напряжения, а его выход — с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов возбуждения.

181859S

Составитель Г.Сахаров

Редактор М.Кузнецова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П,Гереши

Заказ 1937 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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