Устройство для измерения времени запаздывания инерционного объекта Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

И.юбретение относится к антомагическо- му регулированию и может быть исиользо- iiuMo при исследовании и иалалке различных автоматических систем.

Цель изобретения - повышение точности устройства Д.ЛЯ измерения времени запаздывания инерционного объекта.

На чертеже изображена структурная схе- .ма ycTpOHCTtsa.

На оеме обозначены исследуемый объект 1, источник 2 тестового сигнала, ключ 3, дифференциатор 4, блок 5 задержки сигнала, reHep, JTOp 6 опорных имнул1)сов, ключ 7, фиксатор 8 временного интервала, индикатор 9, блок 10 изме|)ения уровня помехи, блок 11 сравнения и аналого-цифровой преобразователь 12.

В качестве исследуемого обьекта 1 может использоваться 1иирокий класс систем автоматического управления (например,гидравлические и электрические следянше систе- ), а также их отдельные блоки.

Фнксато) 8 временных интервалов выполнен в виде двоичного счетчика прямого счета на статических триггерах, включенных последовательно. Индикатор 9 предназначен для воспроизведения информации, записанном на триггерах фиксатора 8, и представляет собой светодиодный индикатор. Ьлок И) измерения уровня помехи выполнен на базе цифрового вольтметра для измерения максимально1 0 значения переменного напряжения и предназначен для измерения максимального уровня помехи в выходном сигнале об ьекта. В блоке 10 осуществляется вычисление действуюп1его значения помехи по форму.че нриб. 1иженн(;го интегрирования

У -л/-1 Х у- (а,),(И

где У (а;) - значения выходного сигналл обьекта в дискретные моменты времени;

п - число точек измерения. Затем в блоке 10 осун1ествляется вымис ление максимального уровня помехи но формуле

Y, . (Ч)

Блок 11 нреднлзначен для сравнения величин сигналов, н(к тупаюп1их на ею BTopoii и третий входы, и содержит входные триг- герные регистры, вентили и триггеры yii- равления.,В случае, когда сигнал на третьем входе больн е сигнала на втором входе, на вцходе блока 11 формируется сигнал.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании ключа 3 сигнал носго- яиного положительного уровня поступает на второй вход блока 0 измерения и запускает его. Блок управления, входящий в состав блока 10, начинает вырабатывать ун- равляюн1ие импульсы, которые определяют

порядок работы блока 10 в течение нскито рого промежутка времени, и вычисляется максимальное значение помехи но формулам (1) и (2). Результат измерения запис1)1вается в выходном счетчике блока 10, который приходит в ждущее состояние. При замыкании ключа 3 сигПал с выхода источника 2 через блок 5 поступает на второй вход генератора G опорных имнульсов, который начинает работать. Временная задержка, реализуемая блоком 5, выбирается большей, чем промежуток времени, в течение которого работает блок 10 (например, 2--3 с). Одновременно ступенчатый сигнал поступает на вход исследуемого I, который начинает отрабатывать его. По сигналам, вырабатываемым генератором 6, начинают работать фиксато В, блок 11 и нреббразова- тгль 12,

Сигнал, вырабатываемый на выходе фиксатора 8, пропорционален текущему времени с момента подачи ступенчатого сигнала на вход обт.екта I. На входы блока 11 носту- пают сигналы, соответствующие максимальному измеренному уровню помехи, и сигнал с выхода объекта I. Когда выходной сигнал объекта 1 превын1ает уровень помехи, на выходе блока 11 формируется (игнал, но которому размыкается ключ 7, и останавливается фиксатор 8 временного интервала на предпоследнем отсчете. Промежуток

времени, зафиксированный в его ьыходном 1егистре соответствует измеренному времени чисто1 () запаздывания и высвечивается на табло индикатора 9. На этом процесс измерения заканчивается.

Для приведения устройства в исходное

состояние необходимо разомкнуть ключ 3, при этом сигнал отрицательного уровня (преобразованший дифференциатором 4 в им- нульс) поступает на обиуляюнше входы блоков 6, 8-11 и возврангает их в начальное состояние {на имнульс ноложительной

полярности указапные б,чоки устро11ства не реагируют).

Таким образом, нредлаг аемос устройство позволяет определят) величину чис101Ч) .заназ- .чываиия различных динамических об ьектов более точно, чем и: .в1Ч тп| 1е устройства, ко- ropiiie становятся Г1рактич(Ч кн щфаботосгю- соПными в условиях действия нг)мсх в Biiixoa- liDM cHi iia.ae . Эю достигается путем пр(мг,;фи1 е. 1ьного определения максима, 1ьно- | | уровня помехи и затем определения

промежутка времени, при котором выходной об1)Скта превысит его. При достаточ- 1И1 в.1с(жой частоте работы цифровых блоков устройсгна (ЮкГц) максимальная О1пиб- ка не нревьинает периода одного дискрета. Проведенные исследования нокачьшают, что

при испо.1ьзовании П)еллагаемог1) устройства точность измерения чпсихо i;i:i.i3.ibiBa- ния инсрционно1-о () c i u4-TH H h) во растает.

Фo| мliлa изобретения Устройство ,4, i я 1пмерония времени запаздывания инорцпонною объекта, содержащее блок измерения уровня помехи, источник тестового сигнала, первый ключ, последовательно соединенные блок сравнения, второй ключ и фиксатор временного интервала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные блок задержки си1-нала, генератор опорных импульсов, аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные дифференциатор и индикатор, причем выход дифференциатора соединен с первым входом блока сравнения, с первым входом блока измерения, с вторым входом генератора опорных импульсов и вторым входом фиксатора временного интервала, полключеи

НОГО выходом к второму входу HH.illKJlTOра, выход источника тостоног о сигиллл ctw- динен через первый ключ с входом ди(|)фс- ренциатора, с входом блока задержки и вторым входом блока измерения уроння помг- хи, выход которого связан с вторым FSXO- дом блока сравнения, подключенного третьим входом к выходу аналого-цифровою iip(o6 разователя, выход генератора опорных импульсов подсоединен к второму входу второго ключа, четвертому входу б.юка cp iiuiv- ния и первому входу анало|-о-цифр01К)го преобразователя, соединенного вторым пходом с третьим входом блока измерения и пхо- дом устройства для измерения времени запаздывания инерцнонного обьекта, связанного выходом с выходом блока задержки сигнала.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть.использовано при исследовании и наладке различных автоматических систем. Цель изобрете-. ния - повышение точности устройства для измерения времени запаздывания инерционного объекта. Поставленная цель достигается за счет того, что существенно уменьт шается воздействие помех, содержащнхсй в выходном сигнале объекта за счет предварительного определения максимального уровня помехи и определения промежутка времени, при котором выходной сигнал превысит этот уровень. I ил. с « to 00 00