Устройство для измерения параметров шума Советский патент 1984 года по МПК G01H3/14 G10L1/00 

Изобретения оГ С;снтся к средства eдищ-lнcкoro приборссгроенил , а Частности к npiJuopaM для сан}гтзркоriirneHif-recKoii оценки параметров аку тического пумя и г1рс1Изг одстре П1ОЙ В11брации и может быть использовано в санлабораториях промьпчпепных пред приятий и оргаю{зат,иях по о генке гигиены и безопаспости труда. Известно устройссро, с помсппяо которого пронодитсл санптарпо-гнгие ническая оделгка параметров акустичесрсого ягума и производ,стБенной вибрации с учето: и;: интенсивности частоты и премени зозде:1ствия ,содер жащее преобразователь, усилитель, счетчик и индикатор С HeдocJ aткo данного устройства является значитапьная пигреш1 ость изме 5е1;ия . Ha;i6oj;ee б.чизким к пред,дагаемому по техн.ической сущностр; является устройС1чзо для измерения параметров шума 5 содержащее еоединеипье последовательно преобраяопатель и усилитель с 1-1астотной коррекдтей, счетчик-интегратор и ипа.икатор 12, Недостатком этого устройсгиа яв ляется уве,:1ичет ие псгрешиост - i-;3bfeреиия при расишрении динамичиского диапазона, обуеловдеппое необход-И местью квад Д-1рования воличимы вхо;;иого сигнала . Цель изобретения - pacnnipcinre динa ttlчecкoгo диапазона и нопьинеиттс точности измерений. Поставленная дель достигается те что устройство для измерения rrapriметров лгума 5 содержащее сое/итнечпые последовательно П1)гобра:ии атель, ус литель с частотно) коррекцией, счетчик-иитегратор ;г ин:1ика- ор , с нпб л;еио последовательно соединенньь.З компараторог-, иодтспючеииым к выходу ycилитeJrя ,дзухра сд.вигающим регистром, элег.ентом ЗИ, два ,а которого сое,ц1И5ень с вьходами сдви гауощего рег-истра, и Mac iira(;;;pyioi tHM элементом, выход которого соединен С входом ечетчика-и1 гегратораJ а также гeнepaгopo сд.нопо:гяр |ОТо случайн(1го капряжеш ш, выход коу0 ю го подключен к второму входу компа ратора j и генератором тактовой час тоты, выходом соед1-гне;п- ым с ;;торым входом сдвигающего регистра и с третьим входом эдемента ЗИ. На чертеже гсредс.танле-г а структу ная схема ус7ро/;ства, ОЛ2 У::тройство для измерения параметIICJB содержит соединенные последовательно преобразователь 1,усилитель 2 с соответетггуюгдей частотной ксррекщей. кo 7apaтop 3, двухразРЯ.ЛВЫЙ сдвиглюиз й регистр 4 , логичес:кий э.)ент ЗИ 5, два вход,а кг)Tcpoi-o соединены с выходаг и сдви1аюисго регистра f , масштабируютщш элемент 6., СЧетчик-интегратор 7 и индикатор 8 , а также генератор 9 o;i;нополярного слу тайиого напряжеви:., выход котсрого подк.ч :1чен к втopo.(v входу компаратора 3, и генератор 10 тактс.вой частоть, выходом соедине};1МЙ с вторгам входом сдвигающего Г)еnicTria ч Г с третт им входом .чоги.:еского о.цемента ЗИ 5 . Зстройство работает сле.д то1цим (5бп;г.; ом. С noMonniio первичного преобразователя 1 (rикpoфoF или виброприемник) шум ил1г вибрадия преобразуютея в электрический сигнал, который усиливаетея и из него выделяется иседедусмая гтолоеа частот уси.чителем 2 с частотной коррек11ией. Частотная ко1:рекния такова, что с выхода усилителя 2 в с1-1Г} але отсутствует постэявnaff состав.ляюшая, ЗтшкоиеременньгГ; сигнал поетуг ает на один из входс в компаратора 3, ла другой вход которого поступает знакопостоянное eлy :aйHOS напр.яжегие с ра.вновероятньп з.9коном распределения MiHoBeiinoro значе. в захданном дина№ичееком диапазоне от т енератора 9. Компаратор 3 произволит ерав(1ение ггапряжений на ето входах. Погкольку акустический ИЛТ1 производственная тзибрадия .-с гав.лягат собой сл -чайный прои,есс, на выко.яе преобразователя 1 имеем случайное переменное напряжение, которое, пройдя фильтрацию в усилитеJte 2 с корректней, не имеет постоянной состяЕ-ляющей. Следовательно, матe saтичecкoe о;килание сигнала стаггов}:тся р.д.вным пулю и статистические средние положительной части сигнала р;1знь; статист-ичсскргм средним его отрицательггой -гасти, в том числе и значение сре.днего квадрата. Если с,г учаЙ1 ое напряжение с генератора 9 псшо)гглте.льпо5 то оно подается на I-LHвертирую;д;-тй вход компаратора 3, который производит сравнение этого напряжения с положительной частью напряяепия сигнала с усилителя 2. Если случайное напряжение с генератора 9 отрицательно, то оно подается на неинвертирующий, вход компаратора 3, который производит сравнение этого напряжения с отрицательной частью напряжения сигнала с усилителя 2. Санитарно-гигиеническая оценка шума или вибрации осуществляется не по мгновенному значению сигнала, а по их среднему значению за определенный промежуток времени(например, за t 35 мс).Следовательно, за промежуток t можно считать среднее значение сигнала постоянным. Промежуток времени t разбивается на более мелкие интервалы t2, длина которых определяется требуемой точностью (например, для точности по входу 1% -) . В процессе измеревремя tj ния компаратором 3 осуществляется операция сравнения сигнала со случайным напряжением. В результате каждого такого сравнения на выходе компаратора 3 получается логическая 1 или логический О. За время t на выходе компаратора 3 появляется последовательность логических состояний, вероятность появления логической 1 в последовательности пропорциональна среднему значению знако постоянной части сигнала с выхода усилителя 2. Полученная последовательность поступает на информационный вход двухразрядного сдвигающего регистра 4, на тактовый вход которого поступают импульсы с генератора 10 тактовой частоты. Регистр 4 осуществляет а тактах, задаваемых генератором 10, запись последователь ности логических сигналов с выхода компаратора 3 в первый разряд и перезапись этой последовательности во 04 второй разряд с задержкой на один такт. Сдвиг во времени на один такт обеспечивает статистическую независимость одной и той же последовательности, существующей на первом и втором разрядах регистра 4. С поразрядных выходов регистра 4 логические сигналы поступают на вход логического элемента ЗИ 5, который в тактах, задаваемых генератором 10, осуществляет их логическое умножение, т.е. на выходе элемента ЗИ 5 получаем последовательность, вероятность появления логической 1 в которой равна квадрату вероятности входной последовательности . С выхода элемента ЗИ 5 полученная последовательность счетных импульсов поступает на масщтабирутощий элемент 6, который осуществляет умножение на 2 полученного числа счетных импульсов, т.е. учитывается знакопеременность сигнала с выхода усилителя 2. Счетные импульсы, получаемые с выхода элемента 6, суммируются за все время измерения счетчиком-интегратором 7 и поступают на устройство 8 индикации. Таким образом, предлагаемое устройство вьЕполняет операцию преобразования измеряемой величины в про порциональную ей, квадрирование последней и ее интегрирование за измеряемый промежуток времени. Использование устройства позволяет значительно расширить динамический диапазон измеряемой величины, уменьшить погрешность измерения и существенно снизить электропотребление устройства за счет замены блоков аналоговой обработки цифровым элементами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШУ№, содержащее соеди енные последовательно преобразователь, усилитель с частотной коррекцией, счетчик-интегратор и индикатор, о тличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными компаратором, подключенным к выходу усилителя, двухразрядным сдвигающим регастром,элементом ЗИ, два входа которого соединены с выходами сдвигающего регистра, и масштабирующим элементом, выход которого соединен с входом счетчикаинтегратора, а также генератором однополярного случайного напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора, и генератором тактовой частоты, выходом соединенным с вторым входом сдвигающего регистра (Л и с третьим входом элемента ЗИ.