Стенд для подготовки виброизмерительных трактов к натурным испытаниям Советский патент 1984 года по МПК G01H1/00 G01M7/00 

о о

Од Изобретение относится к технике испытаний систем измерений и может быть использовано, в частности,для контроля технического состояния и градуировки виброизмерительных трактов в автоматическом режиме. По основному авт.св. № 767553 известен стенд для подготовки вибро измерительных трактов к натурным испытаниям, содержащий модуляторs генераторы тока фиксированной и переменной частот, подключенные к обоим входам модулятора, выход кото рого предназначен для подключения через добавочный конденсатор к ли НИИ связи пьезодатчик-усилитель виброизмерительного тракта, формирователь cинxpoи шyльcoв, блок вьщеления и контроля существенных значений сигнала. Первьй вход блок вьщеления и контроля существенных значений сигнала предназначен для подключения к выходу виброизмерител ного тракта, второй вход соединен с выходом блока квантования, инфор мационный вход которого соединен с выходом генератора тока фиксированной частоть, управляющий вход с выходом формирователя синхроимпульсов. Вход формирователя синхро импульсов подключен к вьпходу генератора тока переменной частоты, который содержит последовательно, соединенные стабилизированный по частоте генератор импульсов, управ ляемьм делитель частоты (например, в виде регистра сдвига), реверсивный счетчик, дешифратор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП),а также триггер управления и триггер знака. Выход триггера знака соединен с управляюпшм входо ЦАП, а вход - с первым выходом три гера управления. Второй вход триггера управления соединен с управля щим входом, а вход - со служебным выходом реверсивного счетчика С11. Недостатком стенда является суще ственная зависимость точности контроля и градуировки виброизмерител ных трактов от степени рассогласования во времени момента выделёния существенного амплитудного значения сигнала На входе тракта и ближайше момента опроса выходного сигнала Тракта регистрирующей, например ра диотепеметрической, системой от фа зового искажения сигнала усилителем, входяи5им в состав виброизмерительного тракта, Цель изобретения - повышение точности контроля и градуировки путем обеспечения возможности учета изменения фазы контрольного сигнала измерительным трактом стенда. Поставленная цель достигается тем, что стенд для подготовки виброизмерительных трактов к натурным испытаниям снабжен подключенными к первому выходу блока выдепения и контроля с тцествеииьк значений нала последовательно соединенными регистром фаз и регистром памяти. выход которого Подключен к первому управляющему входу генератора тока переменной частоты, подключенными к второму выходу блока вьщеления и контроля существенных значений сигнала последовательно соединенными регистром кадров и схемой совпадения, соединенным с вторым входом схемь совпадения счетчиком кадров и триггером-защелкой, первьш вход последнегои счетчика кадров подключен к выходу регистрирзЮП1ей системы, второй вход триггера-защелк - к выходу схемы совпадений, выход триггера-защелки - к второму тгразляющему входу генератора тока переменной частоты, а управляюцщй вход регистра памяти - к регистркруюшей системе. На фиг.1 приведена структурная схема стенда; на фиг.2 - временные диаграммы, привязанные к характерным точкам структурной схемы и поясня Г1п е работу стенда . I К устаноатенному на исследуемом объекте виброизмерительному тракту, состоящему из последовательно соединенных пьезодатчика 1, усилителя 2 и регистрирующей (например, радиотелеметрической) системт 1 3 через добавочный конденсатор Д подключен выход модулятора 5. Сигнал на информагщонном выходе регистрирующей системы 3 предсташтяет собой .-разрядный параллельньш двоичный код, а на служебном выходе - последовательность синхроимпульсов и маркера кадров, Момент пояапения первого после маркера синхроимпульса соответствует моменту опроса сигнала на выходе первого виброизмерительного тракта и т.д. Один из входов модулятора 5 подсоединен к генерато 6 тока фиксированной (например, инфраниэкой) частоты, второй вход - к генератору 7 тока переменной частот дискретно изменяющейся в предапах рабочего диапазона тракта. Генерато 6 соединен также с информационным входом блока 8 квантования. Управля шш вход блока квантования подключе через формирователь 9 синхроимпульс к выходу генератора 7. Формировател 9 синхроимпульсов содержит последов тельно соединенные ограничитель, ди ференцирующую цепь, вьтрямитель и линии задержки (не показаны). Выход регистрирующей системы 3 и блока 8 квантования подключены соответствен к первому и второму входам блока 10 выделения и контроля существенных значений сигнала, снимаемого с выхо виброизмерительного тракта. Генератор 7 тока переменной частоты содер жит последовательно соединенные ста билизированный генератор 1 1 и пульсов, управляемый Делитель 12 частот реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 15 н цифро-аналоговый преобразователь (ЦДЛ) 16, а также триггер 17 управления и триггер 18 знака. Выход триггера 18 знака связан с управляющим входом ЦДЛ 16, а вход - с первым выходом триггера 17 управления. Второй выход триггера 17 управления соединен с управЛЯЮ1ЦИМ входом, а вход - со служебным выходом реверсивного счет чика 13.. С управляюнщм входом генератора 11 импульсов, являющимся также вторым управляющим входом генератора 7 тока переменной частоты, связан выходом триггера-защелки 19. Первый вход триггера-защелки 19 соединен с входом счетчика 20 выходных кадров регистрирующей системы и предназначен также для подключения к служебному выходу (шине маркера кадра) виброизмерительного тракта. Второй вход триггера-защелки 19 связан с выходом схемы 21 совпадения первый вход которой соединен с выходом счетчика 20 кадров, а второй вход - с выходом задающего регистра 22 кадров. Вход задающего регистра 22 кадров подключен к второму управляющему выходу блока 10 выделения и контроля существенных значений сигнала, которьш своим первым управляющим выходом связан с входом задающего регистра 23 фаз. Регистр 22 кадров и регистр 23 фаз представляют собой набор триггеров, выходы которых запараллелены нормально разомкнутыми контактами клавишных переключателей (не показаны). С помощью этих регистров по командам блока 10 или врзчную формируется параллельный двоичный код соответствующих чисел, задаваемых на стадии подготовки к контролю и градуировке виброизмерительных трактов. Выход задающего регистра 23 фаз подключен к информационному входу регистра 2Д памяти, выход которого соединен с входом предварительной записи реверсивного счетчика 13, который является также первым управляющим входом генератора 7 тока переменной частоты и предназначен для подключения к служебному выходу виброизмерительного тракта. Работает стенд в процессе подготовки виброизмерительных трактов к натурным измерениям следующим образом. На возрастающем участке синусоиды, которая должна формироваться генератором 7, предварительно вычисляются значения ординат, соответств тогцие участкам 1,2,3,...,ri равномерно распределенного в предапах первой четверти аргумента. Общее количество участков пропорц 1онально целой степени двойки. Полученные при этом значения функции в дискретных точках предварительно закладываются в ПЗУ 15, считывание информации из которого производится дешифратором 14 на v-выходов. Затем в оперативную память блока 10 вводится массив операндов, содер-. жащий приведенные в соответствие с номерами подлежапщх подготовке трактов множества предварительно рассчитанных амплитудных значение Е, частотных значений F и фазных значений (р контрольного сигнала. Причем начальная фаза , сигнала ( Л на иг.2) задается по отношению к заднему фронту импульса-маркера кадра адиоти1еметрической системы (РСТ) (D на фиг.2) таким образом, чтобы в определенном кадре РТС в момент опроса сигнала, транслируемого чеез i-й канал РТС, сигнал принимал S свое амплитудное значение (момент времени tj на фиг.2), Для этого с помощью блока 10 в задающе.м регистре 23 фаз устанавливается число 1П|Соответствующее одному из фазнь значений ф сигнала из массива операндов, записанного в оперативной памяти блока 10. В процессе подтотовки виброизмерительного тракта к измерениям в натурных условиях в линию связи пьезодатчик-усилитель вводится сигнал, снимаемый с выхода модулятора 5 ( В на фиг.2), представляющий собой сигнал генератора 7 (А на фиг.2), промодулированный сигналом генератора 6 (Б на фиг.2). Значение частоты сигнала генератора 7 выбирается в пределах рабочего диапазона тракта. При этом сигнал гене ратора 7 заданной амплитуды, частот и фазь формируется следующим образом . С выхода генератора 11 импульсы поступают на ynpaBJiHeN&M делитель 12 частоты, которьй обеспечивает за данное изменение частоты формируемого сигнала в пределах рабочего диапазона виброизмерительного тракт Коэф(1)ициент деления устанавливается автоматически с помощью блока 10 (цепи управления не показаны). .С выхода управляемого делителя частоты импульсы поступают на togj п -разрядный реверсивный счетчи 13. В исходном состоянии этот счетчик настраивается на операхщю сложе ния путем установки триггера 17 управления на нуль. С выхода ревер сивного счетчика 13 Gog2 и -разрядный параллельньй код поступает на вход деишфратора 14, С приходом П-то импульса счетчик 13 переполня ется, при этом его выходной импуль опрокидывает триггер 17 управления в состояние 1, после чего изменяет ся направление счета. В результате заканчивается воспроизведение возрастающей ветви синусоиды м начинается воспроизвед ние его убывающей ветви. Б момент окончания воспроизведения убывающе ветви производится опрокрщывание триггера 18 знака, обеспечивающего изменение полярности выходного в ЦАП 16. Отрицательная ветвь синусоиды воспроизводится ан ло гич ным о бр а 3 ом. 3 .6 Формирование заданного значения начальной фазы воспроизводимой синусо1щы производится следующие образом. В момент появления на служебном выходе вибрЬизмерительного тракта и на управляющем входе регистра 24 памяти маркера кадра РТС код числа Т е , установленного в задающем регистре 23 фаз, поступает на вход предварительной записи реверсивного счетчика 13 и записывается в нем, Одновременно импульс-маркер кадра поступает на первый вход триггеразащелки 19, который срабатывает и включает генератор 11 импульсов. Импульсь генератора 1 1 , проходя через управляем1)1й лтелитель 12 частоты, поступают на вход реверсивного счетчика 13 и суммируются с числом теп. Таким образом, на вход дешифратора 14 поступают параллельные коды чисел, лежащих в диапазоне т1-и, что обеспечивает заданную нач;гльную фазу воспроизводимого сигнала по отношению к заднему фронту импульса-маркера кадра. Амплитуда выходного сигнала модулятора 5 принимает ряд мгновенных значений, среди которых с некоторой погрещностью можно отыскать любое Е из множества содержащихся в оперативной памяти блока 10 амплитудных значений контрольного сигнала. С этой целью сигнал генера- тора 6 квантуется блоком 8. Синхроимпульсы, запускающие блок 8 квантования, формируются путем преобразования сигнала генератора 7 с помощью входящих в формирователь 9 последовательно соединенных ограничителя, дифференцирующей цепи, выпрямителя и линий задержки, обеспечивамщих задер:жку синхроимпульса на четверть периода изменения сигнала генератора 7. Таким образом, на выходе блока 3 квантования образуются выборки, мгновенное амплитудное значение каждои из которых совпадает с мгновенным амплитудным значением сигнала на выходе модулятора 5. С помощью блока 10 уровни полученных выборок измеряются и определяется разность Л Е между нзмеренньм значением уровня выборки и заданным значением уровня сигнала градуировки i-ro тракта. Одновременно в onepaTHBHvio память блока 10 записывается последовательность текзпцих значений сигнала, снимаемого с выхода регистрирующей системы 3. В мойент образования выборки с соответствующим ей зна чением разности л Е, находящимся в пределах допустимой погрешности градуировки тракта, из оперативной памяти блока 10 считывается амплитудное значение контрольного выходного сигнала регистрирующей системы 3, устанавливается с помощью блока 10 факт его нахождения в допустимых пределах и работоспособность тракта после чего значение разности д Е фиксируется на средства отображения - графическом или алфавитноцифровом печатающем устройствах. Процесс воспроизведения сигнала генератором 7 длится до момента сов падения показаний счетчика 20 кадров РТС с кодом заданного числа кад ров, установленным в задающем регис ре 22 кадров с помощью блока 10 выделения и контроля существенных зна 1 38 чений сигнала. При этом выходной сигнал схемы 21 совпадения поступает на второй вход триггера-защелки 19, возвращая последний в исходное состояние. Этим обеспечивается выключение в заданный момент времени генератора 11 импульсов. Все перечисленные операции по подготовке виброизмерительного тракта повторяются для всех заданных для данного тракта частотных значений контрольного сигнала. Результатом подготовки виброизмерительных трактов к измерениям в натурных условиях является полученное для каящого тракта на средствах отображения семейство градуировочных меток, каждая из которых соответствует определенным значениям амплитуды и частоты, входящим в соответствующие рабочие диапазоны тракта. Использование предлагаемого стенда позволит обеспечить высокую точночть виброиспытаний и, следовательно, надежность их результатов.

СТЕНД ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАКТОВ К .НАТУРНЫМ ИСПЫТАНИЯМ по авт.св. № 767553, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и градуировки путем обеспечения возможности учета изменения фазы контрольного сигнала измерительньм трактом стенда, он снабжен подключенными к первому выходу блока выделения и контроля существенных значений сигнала последовательно.соединенными регистром фаз и регистром памяти, выход которого подключен к первому управляющему входу генератора тока переменной частоты, подключенными к второму выходу блока вьделения и контроля существенных значений сигнала последовательно соединенными регистром кадров и схемой совпадения, соединенным с вторьм входом схемы совпадения счетчиком кадров и триггером-защелкой, первый вход последнего и счетчика кадров подключен к выходу регистрирующей системы, второй вход триггера-защелки - к выходу схемы совпадений, выход триггера-защелки - к второму W управляющему входу генератора тока с переменной частоты, а управляющий вход регистра памяти - к регистри§ рующей системе.

-btк |ч1 IV 1 Кг

нЛ

1 9 10. 11 P/J /4 15Г6 J839m 2 J .kjk .tV

Д

.|ч

Фиг.2