Измеритель динамических параметров Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

1

. Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для определения коэффициентов передаточных функций систем автоматического регулирования.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.I представлена блок-схема измерителя; на фиг.2 - временные диагра№1ы работы устройства.

Измеритель содержит блок 1 задания , проверяемой объект 2, формирователь 3, генератор 4 импульсов, первый элемент И 5, первый триггер 6,первый счетчик 7, блок 8 индикации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, реверсивный счетчик 10, второй триггер II, умножитель 12 частоты, второй и третий элементы И 13 и 14, втррой и третий счетчики 15 и 16, элемент И-ИЛИ 17, функциональный преобразователь 18.

Устройство работает следующим оразом.

Относительный коэффициент затухания при однократном воздействии на проверяемый объект определяют как косинус угла сдвига фаз между кривой свободных колебаний и опорным гармоническим колебанием фиксированной частоты.

, U,(o.,| ,

где Тр - сдвиг фаз между свободным колебанием системы с периодом

21Г Т -- и опорным колебанием X

(J

А SihbJt Л Sih -- t ; uJ - частота

свободных колебаний; А - константа При и 1 значение этого напряжения численно равно величине относительного коэффициента затухани

Таким образом, задача сводится к определению значения косинуса угла, соответствующего фазовому сдвигу, измеренному по кривой переходного процесса.

Импульс начала измерения поступает с блока 1 задания на проверяемый объект 2, формируя единичное возмущающее воздействие. Одновременно этим же импульсом триггер 1 опрокидывается в единичное состояние, а счетчик 7 разрещает прохождение импульсов с выхода генератора 4 на суммирующий вход реверсивного счетчика 10.

018002

Реакция проверяемого объекта 2 поступает на формирователь 3, кото- рый вырабатывает короткий импульс при прохождении выходного сигнала

5 с выхода проверяемого объекта 2

через ноль. После первого прохождения выходного сигнала через ноль счетчик 7 закрывает элемент И 5 и разрешает прохождение импульсов с ,

10 выхода генератора 4 через элемент И 14 на вход счетчика 16. Одновременно импульсы с выхода триггера 6 через элемент-И-ИЛИ 17 поступают на вычитающий вход реверсивного

15 счетчика 10. К моменту второго прохождения через ноль выходного сигнала проверяемого объекта в реверсивном счетчике 10 будет записано , соответствующее фазовому

20 сдвигу /f на частоте собственных колебаний проверяемого объекта. Одновременно в счетчике 16 будет записано число, соответствуюцве полупериоду собственных колебаний.

25 После этого на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 через эле. мент И-ИЛИ 17 начнут поступать имнульсы с частотой генератора 4, уменьщая содержимое реверсивного

30 счетчика 10 Одновременно импульсы с выхода умножителя 12 через элемент И 13 поступают на вход счетчика 15 до тех пор, пока содержимое реверсивного счетчика 10 не станет равно нулю, после чего на выходе установится низкий уровень, опрокидывающий триггер 11 в нулевое состояние, закрывая элемент И 13. Коэффициент умножения умножителя 12.выбран таким образом, чтобы обеспечить заданную точность измерений, если выбрать его равным 360, то нашего выходе будет присутствовать импульсная последовательность с частотой I , равной

f 360.f.

где f - частота собственных колебаний объекта. 50При этом в счетчике 15 будет записано число, соответствующее в градусах величине угла Yp Цифровой код с выхода счетчика 15 55 поступает на вход функционального . преобразователя 18,который преобразует его в статический аналоговый сигнал,амплитуда которого изменяется.

по косинусоидальному закону в зависимости от входного числа. В качестве функционального преобразователя возможно, например, использовать микросхему К505РЕЗ-0068,

12018004

предназначенную дпя вьтолнения подобных функций.

Далее амплитуда аналогового сигнала измеряется АЦП 9 и отображается блоком 8 индикации.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, содержащий блок задания , подключенный выходом к входу проверяемого объекта, выход которого соединен с входом формирователя, генератор импульсов, первый элемент И, первый триггер, первый счетчик, блок индикации, аналого-цифровой преобразователь и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повьгаения точности измерения, в него введены второй триггер,умножитель частоты, второй и третий элементы И,второй и третий счетчики, элемент И-ИЖ и функциональный преобразователь, причем выход формирователя соедине и с первым входом первого счетчика.и с первым входомумножителя частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, входом первого триггера, первым входом первого элемента И, первым входом .третьего элемента И и первым вхо«СЕСО З АЯ 13 0.- : : 13 TtAi.. -.--ПАЯ БЯКДЙОТЁи дом элемента И-ИЛИ, второй вход ко- i торого подключен к первому выходу первого счетчика и первому входу второго элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго триггера, а выходом - с входом второго счетчика, выход которого подключен через функциональный преобразователь к входу аналого-цифрового преобразователя, третий вход элемента И-ИЛИ соединен с вторым выходом первого счетчика и вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен через третий счетчик к первому входу блока индикации, соединенного S вторым входом с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход первого (Л триггера подключен к четвертому входу элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, подключенного вторым входом к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом первого счетчика, выход - с третьим выходом первого счетчика, вькод блока задания сое00 динен с вторым входом первого счетчика и первым входом второго триггера, подключенного вторым входом к выходу реверсивного счетчика, а выход умножителя частоты соединен с третьим входом второго элемента И.