Устройство для регистрации квазистационарных процессов Советский патент 1987 года по МПК G01R13/24 

9иг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования детерминированных, квазистационарных процессов, например параметров вибраций вращающихся электромеханических, теплотехнических, механических устройств и механизмов, представляемых электрическими сигналами в угловом масштабе

Целью изобретения является повышение достоверности регистрации исследуемого процесса за счет обеспечения стабильности пространственного положения осциллограммы при изменении скорости вращения контролируемого объекта, а также определения характера и углового положения исследуемого процесса.

На фиг.1 представлена структурная устройства; на фиг,2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства а - временная диаграмма квазипериодического (вибрационного) процесса за оборот вала, где 360° соответствует период б - график напряжения датчика углового положения Цд , его частота следования 1/Т„ и число и myльcoв N за

д о ОБ

360 ; в - график напряжения и число дискретных сигналов п на входе реверсивного счетчика; г - напряжение на выходе цифроанапогового преобразователя, используемое для получегшя горизонтальной резвертки осциллоскопи- ческого прибора.

Устройство содержит датчик 1 углового положения, двоичный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, масштабирующий усилитель 4, осцилло- скопический прибор 5, датчик 5 исследуемого процесса, многопозиционный цифровой переключатель 7, дешифратор 8 и второй двоичный (реверсивный) счетчик 9.

Первый выход датчика 1 углового положения соединен со счетным входом двоичного счетчика 2 и вычитающим входом реверсивного счетчика 9, выходы разрядов двоичного счетчика 2 соединены с информационными входами циф роаналогового преобразователя 3, выход которого соединен через масштабирующий усилитель 4 с входом Горизонтального отклонения осциллоскопичес- кого прибора 5, вход вертикального отклонения которого соединен с выходом датчика 6 исследуемого процесса. Выходы многопозиционного цифрового

5

переключателя 7 через дешифратор 8 соединены с информационными, входами реверсивного счетчика 9, вход записи которого соединен с вторым выходом датчика 1 углового положения, а выход Заем - с входом сброса двоичного счетчика 2,

Устройство работает следуюп им образом.

На первом выходе датчика 1 углового положения за один оборот исследуемого объекта формируется постоянное число импульсов N (фиг.25), которые поступая на двоичный счетчик 2, фор- мирзпот на входах цифроаналогового преобразователя 3 последовательность двоичных кодовых комбинаций преоб- , разуемую затем в напряжение (фиг.22) 0 горизонтального отклонения осцилло- сскопического прибора 5, На втором выходе датчика 1 за каждый оборот исследуемого объекта формируется один импульс, представляющий сигнал 5 оборотной метки, С помощью многопози- 1ДИОННОГО цифрового переключателя 7 устанавливается необходимая величина задержки начала развертки осцилло- скопического прибора 5 по горизон0 тальной оси, задаваемая в угловых I - , ,

единицах, которая с помощью дешифратора 8 преобразуется в двоичный код . и поступает на информационные входь реверсивного счетчика 9.

5 В момент формирования импульса оборотной метки t (фиг.2б ,-г) в реверсивный счетчик 9 производится запись двоичного кода, соответствующего установленному значению задержки .0 иа переключателе 7. К этому моменту в двоичном счетчи ке 2 зафиксирован максимальный код числа импульсов, поступивших с первого выхода датчика 1 (соответствуюшрй числу 360 ),

5 который преобразуется цифроаналого- вым преобразователем 3 в максимальное значение напряжения развертки. В этом случае при величине коэф4)и- тгиента передачи масштабируюа1его усиQ лителя 4 3 равном единице, на экране осциллоскопического прибора 5 фиксируется, часть осциллограммы, соответствующая части исследуемого процесса объекта при завершении оборота, flajg лее при переполнении счетчика 2 происходит его сброс в нулевое состояние, напряжение цифроаналогового преобразователя 3, поступающее через масштабирующий усилитель 4 на горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки осциллоскопи- ческого Прибора 5, скачком изменяется до нуля, характеризуя процесс обратного хода луча трубки. После этого импульсы с первого выхода датчика 1 одновременно начинают фиксироваться двоичным 2 и реверсивным 9 счетчиками. В момент времени t (фиг.2Ь) на вход реверсивного счетчика 9 поступает п импульсов и на его выходе формируется сигнал сброса, которым двоичный счетчик 2 также устанавливается в нулевое состояние. К этому времени величина напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 3, а соответственно и на входе горизонтального отклонения осцил- лоскопического прибора 5, пропорциональная числу п, вновь изменяется до нуля. На этом процесс установки начала синхронизации развертки заканчивается и с этого момента t начало и окончание осциллограммы исследуемого процесса синхронизируются cигнaлa я сброса реверсивного счетчика 9.

Далее при вращении объекта двоичный счетчик 2 вновь.начинает фиксировать поступающие с датчика 1 импульсы угловых положений, а напряжением с выхода цифр оаналогового преобразователя 3 начинается реализация развертки осциллограммы исследуемого процесса, участки которой строго привязаны к угловым положениям объекта, В момент прихода с второго выхода датчика I сигнала оборотной метки на вход записи реверсивного счетчика 9 в последний вновь производится за- пись двоичного кода чи.сла п, поступающего с выходов дешифратора 8, в то время как двоичный счетчик 2 фиксирует его как обычный импульс углового положения. По мере поступления импульсов угловых положений с датчика код на выходе двоичного счетчика 2 узелкчивается, увеличивая напря- жемке на Еь;коде цифроаналогового преобразователя 3 и входе горизонтального отклоиегшя оспиллоскопического прибора 5 5 в то время как код числа п, запнсаншз й в реверсивный счетчик 9, уменьшается. В момент Iiyлeвoгo состояния реверсивного счетчика 9 на его выходе вновь формируется сигнал сброса двоичного 2 и напряжение горизонтальной развертки на входе осциллоскопического прибора 5,

достигшее своего максимального значения, скачком изменяется до нуля. Циклы развертки исследуемого процесса, определяемые периодами сброса двоичного счетчика 2, повторяются до тех пор, пока не изменится величина начального угла синхронизации или прекратится вращение обьекта.

О При необходимости детального исследования произвольно выбираемого участка осциллограммы и его регистрации, при соответствующем изменении . кода начального угла синхронизации

5 изменением коэффициента передачи масштабирующего усилителя 4 можно изменять угловой масштаб развертки осциллоскопического прибора 5, фиксируя с угловой привязкой осциллограмму про0 цесса, например за 1/2, 1/4, 1/8 и так далее оборота объекта. А поскольку величина и скорость изменения напряжения развертки пропорциональны числу и частоте поступающих импуль5 сов с датчика угловых положений, поэлементная угловая синхронизация осв,

циллограммы регистрируемого процесса не нарушается при любых изменениях скорости вращения объекта, обеспечи0 ва.я ее постоянство пространственного положения.

Таким образом, подавая на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки сигнал, например, с вибродатчика, устанавливаемого на объекте, а на горизонтально отклоняющие пластины трубки - напряжение, величина которого линейно зависит от угла поворота объекта, параQ метры процесса регистрируются в масштабных осях Напряжение сигнаго - угловое положение объекта. Такая развертка по своему принципу является следящей (за изменением скорости

5 вращения объекта), что обеспечивает , получение ocuH-Tmorpai-iMbi со стабильными фазовыми и временными соотношениями между отдельными участками исследуемого процесса при его квазипериодичности.

5

0

5

Формула изобретения Устройство для регистрации квазистационарных процессов, содержащее осциллоскопический прибор, датчик углового положения, первый двоичный счетчйк и цифроаналоговый преобразователь, первый выход датчика углового положения соединен со счетным вхое

дом первого двоичного счетчика, выходы разрядов которого соединены с ин- фврмационными входами цифроаналого- вого преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повыше- .ния достоверности регистрации исследуемого процесса, в него введены датчик исследуемого процесса, масштабирующий усилитель, многопозиционный переключатель, дешифратор и второй .двоичный счетчик, счетный вход которого соединен со счетным входом первого двоичного счетчика, второй выход датчика углового положения соеди1357850б

нен с входом записи второго двоичного счетчика, выход которого соединен с входом сброса первого двоичного счетчика, выходы многопозиционного переключателя сое,цинены через дешифратор с информационными входами второго двоичного счетчика, выход датчика исследуемого процесса соединен с 10 входом вертикального отклонения ос- циллоскопического прибора, вход горизонтального отклонения которого соединен через масЕттабирующий усилитель с выходом цифроаналогового преобразователя .

to t,

ToSz.

Редактор О,Головач

Составитель А Кондратов Техред М.Дидык

Заказ 5993/44

Тираж 730 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(Риг.2

Корректор М.Шароши

Изобретение может быть использовано для исследования детерминированных, квазистационарных процессов. например вибрации вращающихся электромеханических устройств. Цель изобретения - повышение достоверности регистрации исследуемого процесса. Устройство содержит датчик 1 углового положения, двоичный счетчик 2 и циф- роаналоговый преобразователь 3. В устройство введены масштабирующий усилитель 4, осциллоскопический прибор 5, датчик 6 исследуемого процесса, многопозиционный переключатель 7, дешифратор 8 и двоичгшй счетчик 9. Это обеспечивает стабильность пространственного; положения осциллограммы при изменении скорости вращения контролируемого объекта, а также определение характера и -углового положения исследуемого процесса. 2 ил. 00 ел оо сд