Способ исследования колебаний с постоянным периодом и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01H11/06 G01B7/34 

Фи2.1

Изобретение относится к измерениям параметров колебаний и может быть исполь- ;и)ван() для исследования процессов, связанных с механическими колебаниями с по- cnjiuiHbiM периодом.

Цель изобретения - сокращение времени повышение точности и автоматизация процесса исследования.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит маятниковый блок 1. датчик 2 аналогового электрического сигнала, усилитель 3, выпрямитель 4, компаратор 5, источник 6 опорного напряжения, ин- верторы 7 и 8, делитель 9 частоты, дещифра- тор 10, переключатель 11, формирователь 12 импульсов, элемент И-НЕ 13, триггер 14, дифференцирующие цепи 15 и 16, генератор 17, управляемый напряжением, диоды 18-20, счетчик 21 импульсов и цифропе- чатающий блок 22.

Устройство работает следующим образом. С помощью механизма взвода маятникового блока 1 маятник отклоняется от своего

положения равновесия на некоторый угол. Затем маятник освобождается и начинает совершать колебательные движения относительно положения равновесия (фиг. 2а). Датчик 2 преобразует механические колебания маятникового блока 1 в синусоидальный сигнал, синхронный с колебаниями маятника который усиливается усилителем 3 (фиг. 26) и поступает на выход выпрямителя 4 и первый вход компаратора 5. В результате сравнения синусоидального сигнала с опорным напряжением, поступающим от источника 6 на второй вход компаратора 5, на выходе компаратора 5 формируются импульсы (фиг. 2в), синхронные с механическими колебаниями (фиг. 2а). Эти импульсы подаются на вход инвертора 7 и первый вход элемента И-НЕ 13, а с выхода элемента И-НЕ 13 - на вход триггера 14. При первом же проходе маятника через положение равновесия на инверсном выходе триггера 14 логическая «1 сменяется логическим «О и за счет обратной связи между первым .выходом триггера и вторым входом элемента И-НЕ 13 триггер 14 блокируется (фиг. 2г). При этом дифференцирующая цепь 15 совместно с диодом 18 формируют импульс положительной полярности (фиг. 4с ), который поступает на старт-вход счетчика 21 и запус- кает его. Одновременно синусоидальный электрический сигнал с выхода выпрямителя 4 (фиг. 2е) поступает на вход генератора 17, управляемого напряжением, на выходе которого формируется последовательность импульсов, количество которых пропорцио- нально площади полуволн синусоидального сигнала (фиг. 2ж). Эти импульсы поступают на вход счетчика 21 импульсов, где преоб

0

5

о 5 5 0 5

разуются в параллельный код. На выходе инвертора 7 формируется последовательность импульсов (фиг. 2з), которая поступает на вход делителя 9 частоты.

Сигналы на выходах трех младших разрядов делителя 9 показаны на фиг. 2и, фиг. 2к;, и фиг. 2л. В зависимоси от выбранного количества периодов колебаний маятникового блока (в описываемом случае на фиг. 4 показаны процессы для времени счета, равного трем периодам, т. е. ЗТ), переключатель 11 соединяет соответствующий выход дешифратора 10 с входом формирователя 12, на выходе которого через выбранное количество периодов формируется импульс с длительностью, меньшей периода колебаний (фиг. 2м). Этот импульс поступает на вход дифференцирующей цепи 16, которая совместно с диодом 20 по его переднему фронту формирует импульс положительной полярности (фиг. 2к), который поступает на стоп- вход счетчика 21. Счет импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 21, прекращается и с его выхода полученная информация поступает на вход цифропечатающего блока 22. Одновременно этот импульс (фиг. 1н) поступает на синхровход цифропечатающего блока 22, в результате чего осуществляется ццфропечать полученных результатов. Через промежуток времени, равный длительности импульса (фиг. 2ж), дифференцирующая цепь 16 совместно с диодом 19 и инвертором 8 формирует второй импульс (фиг. 4, о), который поступает на входы сброса счетчика 21, триггера 14, делителя 9 частоты и возвращает их в исходное состояние. Следующий проход .маятникового блока 1 через положение равновесия переводит триггер в состояние логической «1 и вьпиеописанные процессы повторяются. Через промежуток времени, кратный периоду механических колебаний, т.е. ЗТ, осуществляется цифропечать результатов измерения.

Формула изобретения

1.Способ исследования колебаний с постоянным периодом путем преобразования колебаний в аналоговый электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени, повышения точности и автоматизации процесса исследования аналоговый электрический сигнал преобразуют в частоту следования последовательности импульсов, подсчитывают количество импульсов за интервал времени, кратный периоду колебаний, результат подсчета регистрируют

2.Устройство для исследования колебаний с постоянным периодом, содержащее маятниковый блок, датчик аналогового электрического сигнала, связанный механически с маятниковым блоком, усилитель, к входу которого подключен выход датчика аналогового сигнала, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени, повьипения точности

и автоматизации процесса исследования, в него введены компаратор, источник опорного напряжения, элемент И-НЕ, триггер, две дифференцирующие цепи, выпрямитель, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты, дешифратор, переключатель, формирователь импульсов, два инвертора, три диода, счетчик импульсов, цифропеча- тающий блок, выход усилителя через последовательно соединенные выпрямитель и генератор, управляемый напряжением, подключен к счетному входу счетчика импульсов, выход которого подключен к входу данных цифропечатающего блока, выход усилителя подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к /-входу триггера, прямой выход которого

н

и

к л м н о

fpua. 2

Составитель В. Подолян

Техред И. ВересКорректор В. Гирняк

Тираж 499Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Ревин Заказ 3271/35

через первую дифференцирующую цепь подключен к катоду первого диода, анод которого подключен к старт-входу счетчика импульсов, инверсный выход триггера подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход компаратора через первый инвертор подключен к счетному входу делителя частоты, выход которого через последовательно соединенные дешифратор, переключатель,

формирователь импульсов и вторую дифференцирующую цепь подключен к аноду второго и катоду третьего диодов, катод второго диода через второй инвертор подключен к входам сброса делителя частоты, счетчика импульсов и /(-входу триггера, анод

третьего диода подключен к стоп-входу счетчика импульсов и синхровходу цифропечатающего блока.

Изобретение относится к измерению параметров колебаний и может быть использовано для исследования процессов, связанных с механическими колебаниями с постоянным периодом. С целью сокращения времени повышения точности и автоматизации процесса исследований устройство содержит генератор 17, управляемый напряжением, на вход которого поступают сигналы полуволн колебаний, а с выхода снимается последовательность импульсов, частота которы.х пропорциональна величине входного сигнала, длительность последовательности равна полупериоду колебаний. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 21 импульсов в течение времени, определяемом положением переключателя 11, соединяющего формирователь 12 импульсов с одним из выходов дешифратора 10, на который поступает код с делителя 9 частоты импульсов, формируемых компаратором 5 в соответствии с периодичностью исследуемых колебаний. По сигналу остановки счета результат записывается цифропечатаюнлим блоком 22. 3 с. п. ф-лы. 2 ил. ю (Л 20 СО Oi со о со