Устройство для регулирования колебаний Советский патент 1987 года по МПК G05D19/02 

11

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания изделий на импульсные нагрузки.

Цель изобретения - расширение области применения путем осуществления возможности регулирования длительности импульсов,и исключения задержки начала формирования первого импульса

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для регулирования колебаний, на фиг. 2 - эпюры напряжений, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 периодических сигналов, регулятор 2 амплитуды, ключевой элемент 3, усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6, согласующий уси- литель 7, измеритель

8 пикового зна

чения, блок 9 памяти, элемент 10 сравнения, формирователь 11 прямоугольных импульсов, инвертор 12,счетчик 13 импульсов, первый 14, второй 15. и третий 16 дифференцирующие блоки, первьш 17 и второй 18 элементы И, многовходовьй элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элемент 21 задержки, первьм и второй триггеры 22 и 23 соответственно, задат 1ик 24 числа импульсов, вычитатель 25, источник 26 регулируемого опорного напряжения, усилитель 27, программный регулятор 28.

Выход генератора 1 через регулятор 2 амплитуды подключен к объединенным входам ключевого элемента 3 и формирователя 11 прямоугольных импульсов, выходом подключенного к объединенным входам инвертора 12 и первого дифференцирующего блока 14 непосредственно, а через элемент 21 задержки - к счетному входу счетчика 13 импульсов.

Выход первого дифференцирующего блока 14 соединен с пе рвыми входами элементов И 17 и 18. Второй вход элемента И18 соединен с выходом мно говходового элемента И 19, входами соединенного с инверсными выходами разрядов счетчика 13. Выход элемента И 18 соединен с одним входом элемента ИЛИ 20, другой вход которого соединен с выходом элемента И вторым входом соединенного с выходом триггера 23. Выход элемента ИЛИ 20 подключен к первому входу триггера 22, к второму входу которого через

20

10

15

25

дифференцирующий блок 15 подключен выход инвертора 12. Выход триггера 12 подключен непосредственно к управляющему входу ключевого элемента 3, к второму входу блока 9 памяти, а через третий дифференцирующий блок 16 - к второму входу второго триггера 23, первый вход счетчика 13 импульсов соединен с выходом задат- чика 24 числа импульсов, входом соединенного с выходом ключевого элемента 3.

Выход ключевого элемента 3 соединен с суммирующим входом вычита- теля 25, вычитающим входом соединенного с выходом источника 26 регулируемого опорного напряжения. Выход вьгчитателя 25 соединен с входом усилителя 27, выходом подключенного через усилитель 4 мощности к подвижной катушке вибратора 5.

Управляющие входы источника 26 опорного напряжения и усилителя 27 соединены с выходом регулятора 28.

Выход вибропреобразователя 6 через согласующий усилитель 7 соединен с, входом измерителя 8 пиковых значений, выходом соединенного с первым входом блока 9 памяти. Выход блока 9 памяти соединен с одним входом блока 10 сравнения, на другой вход которого поступает опорное напряже;- ние, а выход блока 10 сравнения подключен к второму входу регулятора 2 амплитуды.

В исходном состоянии триггеры 22 и 23 находятся в нуле, ключ 3 разомкнут, на выходе элемента И 19 установлен единичньй уровень, так как счетчик 13 находится в нулевом состоянии.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 периодических сигналов вырабатывает сигналы различной формы (синусоидальные, трапецеидальные треугольные).

На фиг. 2 приведены эпюры напря- jQ жений при воспроизведении вибратором импульсов, соответствующих форме полупериода синусоидального напряжения.

Периодический сигнал (фиг.2) преобразуется в прямоугольные импульсы ,55 (фиг.2,б) формирователем 11 прямоугольных импульсов. На выходе дифференцирующего блока 14 формируют положительные импульсы (фиг.2,в), соответствующие передним фронтам им30

35

40

45

пульсов формирователя 1К На выходе дифференцирующего блока 15 формируются положительные импульсы (фиг.2,г соответствующие задним фронтам импульсов формирователя 11.

При поступлении первого по счету импульса с выхода формирователя 11 прямоугольных импульсов путем включения элемента 21 задержки на выходе счетчика 13 первый импульс (фиг.2,в) проходит через элементы И 18 ИЛИ 20 на первый вход триггера 22, устанавливая его в единицу (фиг.2,е). Потенциал на выходе элемента И 19 показан на фиг. 2,д. Выходной сигнал триггера 22 поступает на вход ключевого элемента 3, и первый импульс с выход генератора 1 периодических сигналов поступает через усилитель 4 мощности в подвижную катушку вибратора 5. Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 памяти и подготавливает его к измерению выходного сигнала вибратора 5. Сигнал с выхода вибропреобразователя 6, установленного на испытуемом объекте (не показан), через согласующий усилитель 7 и измеритель 8 пиковых знаучений поступает в блок 9 памяти, где формируется напряжение, соответствующее максимальному значению сигнала. Это напряжение в момент паузы сравнивается с опорным в блоке 10 сравнения и подается на управляющий вход регулятора 2 амплитуды, подстраивая амплитуду импульсов до требуемого значения.

В момент окончания импульсов на второй (сбросовый) вход первого триг гера 22 с вькода второго дифференцирующего блока 15 поступает импульс устанавливающий триггер 22 в исходное положение. При этом отключается ключевой элемент 3 и блок 9 памяти, а через третий дифференциальный блок 16 подтверждается нулевое состояние триггера 23.

При поступлении первого и последующих по счету импульсов с выхода генератора 1 периодических сигналов на выходе элемента И 19 установлен нуль, и импульсы с выхода блока 14 через элемент И 18 не проходят, а импульсы с выхода блока 14 проходят через элемент И 17 только при единичном состоянии триггера -23 (фиг,2,и). Этот триггер устанавливается в единицу при появлении импульса переполнения на выходе счетчика 13 (фиг.2,з Выходной сигнал триггера 23 поступае на второй вход элемента И 17. Поэтом при появлении очередного импульса на выходе дифференцирующего блока 14 этот импульс проходит через элемента И 17 и ИЛИ 20 на вход триггера 22, устанавливая его в единицу (фиг.2,к) Ключевой элемент 3 при этом открывается, и сигнал с выхода генератора 1 подается снова через усилитель мощности в подвижную катушку вибратора 5

Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 памяти для фиксации максимального значения напряжения с выхода вибропреобразователя 6, В момент окончания импульса формирователя 11 прямоугольных импульсов на сбросовый вход триггера 22, с выхода дифференцирующего блока 15 поступает импульс, устанавливающий триггер 22 в исходное положение. При этом импульсом с выхода третьего дифференцирующего блока 16 (фиг,2,м) второй триггер 23 устанавливается в исходное положение (фиг.2,к).

Задатчик 24 числа импульсов подсчитывает число импульсов, поступающих в обмотку вибратора, и при достижении требуемого их количества останавливает счетчик 13, тем самым прекращая поступление периодических сигналов на обмотку вибратора 5.

Последовательность сигналов, поступающих на обмотку вибратора 5, представлена на фиг. 2, при отсутствии сигнала с выхода источника 26 регулируемого опорного напряжения (Uon О).

На фиг. 2,п изображены совмещенные эпюры последова.тельности сигналов при отсутствии напряжения И 0 и эпюры при наличии напряжений Uoni и Uona ( случая Uom )«

Последовательность импульсов, поступающих в обмотку вибратора 5, при наличии опорного напряжения уровня Uoni представлена на фиг.2,р, при наличии напряжения уровня ,- на фиг. 2,с. Изменение коэффициента усиления усилителя 27 пропорционально увеличению напряжения Ugf, позволяет поддерживать неизменным максимальное значение сигнала при изменении длительности формируемых периодических импульсов.

Устройство обладает возможностью раздельного регулирования не только скважности, но и длительности импульсов, а также исключает неоправданную задержку первого по счету импульса возбуждения вибратора, что приводит к расширению области его применения.

Формула изобретения

.Устройство для регулирования колебаний, содержащее последовательно соединенные генератор периодических сигналов, регулятор амплитуды, фор- мирователь прямоугольных импульсов, первый дифферен1щрующий блок и первый элемент И, последовательно соединенные первый триггер и ключевой элемент, последовательно соединен- ные усилитель мощности, вибратор, вибропреобразователь, согласующий усилитель, измеритель пикового значения, блок памяти и элемент сравнения с опорным напряжением, последо- вательно соединенные инвертор и второй дифференцирующий блок, последовательно соединенные задатчик числа импульсов, счетчик ш 1пульсов и второй триггер, а также третий дифференци- рующий блок, выход которого подключен к второму входу второго триггера а вход - к выходу первого триггера и второму входу блока памяти, выход второго триггера подключен к вто рому входу первого элемента И, выход .второго дифференцирующего блока подключен к второму входу первого триггера, вход инвертора соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, второй вход регулятора амплитуды соединен с выходом элемента сравнения с опорным напряжением, а выход регулятора амплитуды соединен с вторым входом ключевого элемента, выход которого подключен к входу за- датчика числа импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения в него введены второй элемент И, многовходовьш элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки и последовательно соединенные программный регулятор, источник опорного напряжения, вычитатель и регулируемый усилитель, выход которого соединен с входом усилителя мощности, а второй вход - с выходом программного регулятора, второй вход вычи- тателя соединен с выходом ключевого элемента, два входа второго элемента И соединены соответственно с выходом первого дифференцирующего блока и выходом многовходового элемента И,входы которого подключены к инверсным выходам счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход первого элемента И, а к выходу - второй вход первого триггера.

фие.1

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит генератор периодических сигналов, регулятор амплитуды, усилитель мощности, вибропреобразователь, согласующий усилитель, блок сравнения, формирователь пря- моугольньпх импульсов, три дифференцирующих блока, элемент И, два триггера, ключевой элемент, инвертор,за- датчик числа импульсов, измеритель пикового значения, блок памяти. Благодаря введению в устройство второго элемента И, многоходового элемента И, элемента ИЛИ, элемента задержки,вы- читателя источника опорного напряжения, регулятора и усилителя появилась возможность раздельного регулирования не только скважности, но и длительности импульсов, а также исключения неоправданной задержки первого по счету, импульса возбуждения вибратора, что и расширило область применения. 1 ил. (Л