Универсальный измеритель длительности искры

 

Использование: для измерения длительности процессов в свечах зажигания при апериодическом или колебательном разряде и устройствах аналогичного назначения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет добавления возможности измерения длительности искры апериодического разряда и в повышении точности измерения. Измеритель длительности искры содержит датчик напряжения, первый и второй двухпороговые дискриминаторы уровня, блок счета, блок разности, содержащий, например, инвертор и элемент И, промежуточное запоминающее устройство, блок управления памятью, состоящий, например, из счетчика и элементов И, блока памяти, причем выход датчика подключен к двум дискриминаторам, выход первого дискриминатора подключен к первому входу блока счета и первому входу блока разности, выход дискриминатора подключен ко второму входу блока разности, выход блока разности подключен ко второму входу блока счета, первому входу промежуточного запоминающего устройства и первому входу блока управления памятью, первый выход блока счета подключен ко второму входу промежуточного запоминающего устройства, второй выход блока счета подключен ко второму входу блока управления памятью, выход промежуточного запоминающего устройства подключен к входу блока памяти, выход блока управления памятью подключен к блоку памяти. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения длительности быстротекущих импульсов и может быть использовано для измерения длительности процессов в свечах зажигания при апериодическом или колебательном разряде и устройствах аналогичного назначения.

Известен измеритель длительности импульсов переменного тока (Авторское свидетельство СССР 651152, кл. G 01 R 29/02, опубл. 10.08.77), содержащий генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, приемные катушки, фильтр, усилитель, схемы фиксации начала первой полуволны переменного сигнала заполнения и момента достижения амплитудного значения первой полуволны среза импульса, электронный ключ, датчики начала и конца импульса, однако данное устройство по своим функциональным возможностям не применимо при измерении длительности искры при апериодическом разряде.

Известен измеритель длительности искры (Авторское свидетельство СССР 1442939, кл. G 01 К 29/02, опубл. 07.12.88, бюл. 45), состоящий из датчика тока, выпрямителя, усилителя, дискриминатора, двух элементов ИЛИ, двух инверторов и двух одновибраторов, однако данное устройство не позволяет измерять длительность искры при апериодическом разряде.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является измеритель длительности искры (Авторское свидетельство СССР 1679416, кл. G 01 R 29/02, опубл. 23.09.91, бюл. 30), содержащий датчик тока, два дискриминатора уровня, пиковый детектор, элемент И, блок счета.

К недостаткам прототипа следует отнести: ограниченный диапазон частот измеряемого сигнала из-за применения одновибратора с жестко фиксированной продолжительностью сигнала, а также невозможность применения данного измерителя для измерения апериодических сигналов из-за большой погрешности при применении датчика тока для измерения длительности искры апериодического разряда.

Задачами изобретения являются расширение функциональных возможностей устройства за счет добавления возможности измерения длительности искры апериодического разряда и повышение точности измерения.

Задачи достигаются тем, что в измерителе длительности искры, содержащем датчик, два дискриминатора уровня, блок счета, в отличие от прототипа, в качестве датчика применен делитель напряжения, введены дополнительно блок разности, промежуточное запоминающее устройство, блок памяти и блок управления памятью, причем выход датчика подключен к двум дискриминаторам, выход первого дискриминатора подключен к первому входу блока счета и первому входу блока разности, выход второго дискриминатора подключен ко второму входу блока разности, выход блока разности подключен ко второму входу блока счета, первому входу промежуточного запоминающего устройства и первому входу блока управления памятью, первый выход блока счета подключен ко второму входу промежуточного запоминающего устройства, второй выход блока счета подключен ко второму входу блока управления памятью, выход промежуточного запоминающего устройства подключен к входу блока памяти, выход блока управления памятью подключен к блоку памяти.

Существо заявляемого изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлены временные диаграммы разрядного тока и падения напряжения на свече при апериодическом разряде. На фиг.2 - временные диаграммы разрядного тока и падения напряжения на свече при колебательном разряде. На фиг.3 - функциональная схема предлагаемого изобретения, на фиг.4 и фиг.5 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы измерителя при апериодическом и колебательном разряде свечи.

Измеритель длительности искры содержит датчик напряжения 1, двухпороговые дискриминаторы уровня 2 и 3, блок счета 4, блок разности 5, содержащий, например, инвертор и элемент И, промежуточное запоминающее устройство 6, блок управления памятью 7, состоящий, например, из счетчика и элементов И, блока памяти 8, причем выход датчика подключен к двум дискриминаторам 2 и 3, выход дискриминатора 2 подключен к первому входу блока счета 4 и первому входу блока разности 5, выход дискриминатора 3 подключен ко второму входу блока разности 5, выход блока разности 5 подключен ко второму входу блока счета 4, первому входу промежуточного запоминающего устройства 6 и первому входу блока управления памятью 7, первый выход блока счета 4 подключен ко второму входу промежуточного запоминающего устройства 6, второй выход блока счета 4 подключен ко второму входу блока управления памятью 7, выход промежуточного запоминающего устройства 6 подключен к входу блока памяти 8, выход блока управления памятью 7 подключен к блоку памяти 8 (фиг.3).

На фигуре 1 обозначены tпс - время подготовительной стадии разряда, соответствующей промежутку времени от t1 до t2, при этом к свече приложено напряжение порядка двух киловольт и через свечу протекает небольшой ток. В момент времени t2 происходит пробой свечи и разрядный ток возрастает до момента времени t3, при этом напряжение на свече уменьшается до минимального значения. Промежуток времени от t2 до t5 соответствует искровой стадии разряда tиc. В промежутке времени от t3 до t5 происходит спад разрядного тока и возрастание приложенного к свече напряжения. При уменьшении разрядного тока до нуля происходит резкая смена полярности приложенного к свече напряжения.

На фигуре 2 обозначены tпc - время подготовительной стадии разряда, соответствующей промежутку времени от t1 до t2, при этом к свече приложено напряжение порядка двух киловольт и через свечу протекает небольшой ток. В момент времени t2 происходит пробой свечи и разрядный ток возрастает и далее изменяется по синусоидальному затухающему закону. При этом напряжение на свече имеет характерный седлообразный вид и резко изменяет полярность при уменьшении разрядного тока до нуля. Промежуток времени от t2 до t5 соответствует искровой стадии разряда tис.

Подробно процесс образования искры апериодического разряда, а также временные диаграммы изложены в книге: Системы зажигания двигателей летательных аппаратов: учебное пособие/ Ф.А. Гизатуллин; Уфа: УГАТУ, 1998 г.

При измерении длительности искры апериодического разряда при помощи трансформатора тока уровень дискриминации не может быть меньше, чем значение тока в момент завершения подготовительной стадии разряда (t2 на фиг.1). При этом из-за затяжного характера изменения разрядного тока существует значительная погрешность измерения (отрезок времени от t4 до t5 на фиг.1).

При измерении длительности искры колебательного разряда при помощи трансформатора тока уровень дискриминации также не может быть меньше, чем значение тока в момент завершения подготовительной стадии разряда (t2 на фиг. 2). И в этом случае погрешность измерения также существенна (отрезок времени от t3 до t4 на фиг.2).

В предлагаемом измерителе в качестве датчика используется делитель напряжения.

Так как кривая напряжения на свече обладает крутыми фронтами при переходе от подготовительной к искровой стадии разряда и при завершении последней, погрешность измерения будет определяться лишь погрешностью передачи фронтов импульсов датчиком, которую можно сделать незначительной.

Устройство работает следующим образом. В момент времени t1 на выходах дискриминаторов 2 и 3 присутствует сигнал высокого уровня. Уровни дискриминации выбираются таким образом, чтобы для дискриминатора 2 он был гарантированно большим напряжения искровой стадии разряда и гарантированно меньшим напряжения подготовительной стадии разряда. Дискриминатор 3 сравнивает сигнал с датчика с уровнем, гарантированно меньшим напряжения искровой стадии разряда. Таким образом дискриминатор 2 отслеживает подготовительную стадию разряда, а дискриминатор 3 активен во всем промежутке времени разряда искры. Блок разности 5 выполняет функцию вычитания двух описанных выше сигналов. Полученная разность больше длительности искры на длительность последнего импульса. Сигнал разности поступает в блок счета 4, где производится измерение его длительности известным способом и формирование пропорционального кода. Этот же сигнал также является управляющим для промежуточного запоминающего устройства и блока управления памятью. Промежуточное запоминающее устройство предназначено для временного хранения промежуточных результатов измерения. Блок управления памятью 7 через заданное число тактовых импульсов (сигнал с выхода блока счета 4) при прекращении сигнала разности генерирует импульс, при котором происходит запоминание итогового кода в блоке памяти 8. Запись кода в предварительное запоминающее устройство производится по фронту импульсов сигнала блока разности. Таким образом результатом измерения является код, пропорциональный длительности импульса блока разности без последнего импульса, что соответствует длительности искровой стадии разряда. Блок памяти 8 предназначен для хранения результатов измерений серии разрядов для последующей индикации или дальнейшей обработки.

Итак, в предлагаемом устройстве расширены функциональные возможности за счет добавления возможности измерения длительности апериодического разряда, а также повышена точность измерения.

Формула изобретения

Измеритель длительности искры, содержащий датчик, два дискриминатора уровня, блок счета, отличающийся тем, что датчик выполнен в виде делителя напряжения, введены блок разности, промежуточное запоминающее устройство, блок памяти и блок управления памятью, кроме того, выход датчика подключен к двум дискриминаторам уровня, выходы дискриминаторов уровня подключены к блоку разности, причем выход одного из дискриминаторов уровня также подключен к первому входу блока счета, выход блока разности подключен ко второму входу блока счета, первому входу промежуточного запоминающего устройства и первому входу блока управления памятью, первый выход блока счета подключен ко второму входу промежуточного запоминающего устройства, второй выход блока счета подключен ко второму входу блока управления памятью, выход промежуточного запоминающего устройства подключен к входу блока памяти, выход блока управления памятью подключен к блоку памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения длительности искровой стадии разряда в полупроводниковых свечах емкостных систем зажигания газотурбинных двигателей

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения длительности быстротекущих импульсов, и может быть использовано для измерения длительности процессов в свечах зажигания при апериодическом разряде и устройствах аналогичного назначения

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения длительности подготовительной стадии разряда в полупроводниковых свечах емкостных систем зажигания газотурбинных двигателей

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля обеспечения режима насыщения транзисторного ключа - основного элемента при разработке высокоэффективной силовой бесконтактной защитно-коммутационной аппаратуры

Изобретение относится к области электронных схем

Изобретение относится к информационно-измерительной техники и предназначено для цифровой регистрации однократных оптических импульсных сигналов и может быть использовано в научных исследованиях по ядерной физике

Изобретение относится к информационно измерительной технике и может быть использовано при исследовании быстропротекающих процессов

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в следящих системах

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров коротких импульсных возмущений в сетях электропитания с переменным напряжением

Изобретение относится к измерительной технике, конкретнее к области электрических и оптических измерений параметров импульсных нагрузок, в том числе механических нагрузок в виброакустике и физике быстропротекающих процессов, и может быть использовано при проведении испытаний различных технических систем для регистрации электрических сигналов датчиков физических величин в экстремальных условиях

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в цифровых осциллографах, панорамных радиоприемниках и в аппаратуре контроля параметров источников радиоизлучений

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к многоканальным измерительным системам для регистрации электрических параметров моделирующих установок

Изобретение относится к гироскопам и измерительной технике и может быть использовано для регулировки периметра зеемановского лазерного гироскопа. Система содержит фотоприемник излучения кольцевого лазера, вход которого является входом излучения кольцевого лазера, оснащенного пьезоприводом и содержащего блок частотной подставки, вход которого является входом сигнала знакопеременной подставки, а выход соединен с невзаимным устройством кольцевого лазера, включенным в его резонатор. Первый синхронный детектор, первый вход которого соединен с выходом фотоприемника излучения кольцевого лазера, а второй вход является входом сигнала знакопеременной подставки, интегратор со сбросом, вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора. Усилитель, первый вход которого соединен с выходом интегратора со сбросом, а выход соединен с пьезоприводом кольцевого лазера, второй синхронный детектор, первый вход которого является входом сигнала знакопеременной подставки, а второй вход соединен с выходом усилителя, интегратор, вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора. Синхронный модулятор, первый вход которого является входом сигнала знакопеременной подставки, второй вход соединен с выходом интегратора, а выход соединен со вторым входом усилителя. Технический результат заключается в повышении точности регулировки. 4 ил.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для измерения времени переключения фазы сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала при проведении проверки параметров в импульсном режиме. Для измерения используют эталонный и контролируемый фазовращатели, при этом результат измерения отображают на электронно-лучевом индикаторе измерительного стенда. Импульсный сверхвысокочастотный сигнал с помощью делителя распределяют в первую и вторую линии передачи с одинаковым набегом фаз, посредством которых подают его на входы эталонного и контролируемого фазовращателей. Переключение фазы сверхвысокочастотного сигнала осуществляют посредством контролируемого фазовращателя. Сформированные на выходах обоих фазовращателей сигналы посредством третьей и четвертой линий передачи с одинаковым набегом фаз подают на балансный сумматор, с помощью которого формируют суммарный сигнал, зависящий от соотношения фаз этих сигналов. После чего по длительности фронта и среза отображенной на электронно-лучевом индикаторе огибающей полученного суммарного сигнала определяют значения времени переключения фазы. Технический результат заключается в возможности осуществления непосредственного измерения времени переключения фазы сверхвысокочастотного сигнала при проведении проверки фазовращателей в очень малом диапазоне его значений (порядка нескольких десятков наносекунд). 3 ил.

Универсальный измеритель длительности искры

Наверх