Устройство сбора и обработки результатов ударных испытаний Советский патент 1989 года по МПК G06F17/40 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кратковременных динамических нагружений. Цель изобретения - повышение точности обработки. При проведении ударных испытаний с объектом 12 испытаний на блоке П воспроизве

/

фц1. 1

дения ударной нагрузки, работающем ил принципе освобождения заневолен- Hiiix пружин на реяонянсной астате объекта 12, возникают затухаюгаие колебания. Эти затухающие колебания вызывают изменения электрических сигналов на датчиках 9 установленных на объекте 12. Эти сигналы поступают через блоки 8 согласования в блок ..7 буферной памяти. -Перед началом испытаний в блок 7 записываются калиброьочный сигнал с датчика 9 и опорный сигнал с генератора 10 опорных, сигналов. После окончания испытаний запись передается в блок 3 управления и спектральной обработки, где информация обрабатывается по программе. По команде оператора в память .блока 3 вводятся исходные данные: базовый адрес данных (БАД); массивы sin и cos; частота 200 байт/с и амплитуда Ац калибровочного сигИзобретение относится к измерительной технике и предназначено использования при обработке низкочастотных результатов ударных испытаний и кр атковременных динамических нагружений„

Цель изобретения - повышение точности обработки.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - укруп- ненный алгоритм обработки удара; на фиг. 3 - алгоритм калибровки частоты приема и амАлитуды; на фиг. 4 - ш- горитм определения частоты; на фиг.5- апгоритм .калибровки амплитуды; на

фиг. 6 - алгоритм приема информации; на фиг, 7 - алгоритм определения спектральной плотности; на фиг. 8 и 9 - примеры результатов обработки.

Устройство (. 1) содержит стандартный приборный интерфейс 1, блоки 2 интерфейсных модулей, блок 3 управления и спектральной обработки,, выполненный на микроЭВМ, анаЛого-циф- ровой преобразователь (АЦП) 4, коммутатор .5, графопостроитель 6, блок 7 буферной памяти, вьтолненный па магнитографе, согласуюгиие блоки 8,

нала. Затем оператор включает воспроизведение записи в блок 3, подключае один из исследуемых каналов блока 7 на вход АЦП 4 и производит калибровку программы приема информации.с частотой Гц и амплитудой А, вычисляя множитель К и перевод кода в блоке 3 в реальную физическую величину (в данном случае перегрузку) . Далее начинается программа обработки процесса удара. По команде оператора воспроизводится запись процесса удара. Блок 3 определяет начало ударного процесса и принимает его в заранее отведенный массив памяти в виде эквидистальных ординат реализации исследуемого процесса удара. По команде оператора эта реализация подвергается разложенг-по в. ряд Фурье и определяется оценка спектральной плотности (энергетический спектр) исследуемого процесса удара. 9 ил.

датчики 9, генератор 10 опорного сигнала и блок 11 воспроизведения ударной нагрузки.

Блок 11 работает на принципе освобождения заневоленных пружин на резонансной частоте объекта 12 испытаний.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2),

При проведении ударных испытаний с объектом на блоке 12 возникают затухающие колебания. Эти затухающие колебания вызывают изменения электрических сигналов на датчиках 9, установленных на объекте 12, которые через согласующие блоки 8 поступают в блок 7. Перед началом испытаний в блок 7 записывают калибровогяный сигнал с датчиков 9 и опорный сигнал с генератора 10. После окончания испытаний запись из блока 7 переписывается в блок 3, где информация обрабатывается по программе фиг.2).

По команде оператора в память блока вводятся исходные данные: базовый адрес данных (НАД) ; массии sin и cos, частота байт/с и амплитуда АК калибровочного сигнала.

314

Затем оператор включает воспроизведение записи блока 3, подключает один из исследуемых- каналов блока 7 на вход А1ДП 4 и производит; калибровку программы приема информации (фиг. 6) с частотой Гц и амплитудой А, вычисляя множитель К,, и перевод кода в блоке 3 в реальную физическую величину (в данном случае перегрузку).

Далее начинается программа обработки процесса удара. По команде оператора воспроизводится запись процесса, и принимает его в заранее от- веденный массив памяти в виде экви- iдистантных ординат реализации исследуемого процесса удара. ; По команде оператора эта реализация подвергается дискретному преоб- разованию Фурье и вычисляется спектральная плотность мощности исследуемого процесса

X . COS

21ГК; 7 ) ч.

IKjf N J

После окончания обработки блок 3 по командам оператора определяет масштабы и выводит графики исследуемого процесса n(t) и.спектральной ; плотности S(t) на графопостроитель 6

Программа калибровки частоты приема ..Гц и амплитуды (фиг. 3) предназначена дпя метрологического обеспечения обработки процессов удара. Она позволяет установить требуемую частоту приема ( байт/с) информации и определить калибровочный множитель К„ для перевода кода в блоке 3 в реальную физическую величину. Это производится следующим образом.

Установив начальное,время одного измерения ..,T.(T,-fT, где Т - время одного измерения; Т - время операции приема 1-го отсчета, тактов блока 3; Tj - пауза между измерениями, устанавливаемая, программным путем.

Блок 3 принимает калибровочный сигнал в память. Затем в зависимости от частоты калибровочного сигнала блок 3 по программе определения частоты ,(фиг.4) определяет реальное число измерений N и сравниМЗдл

вает его с заданным по условию

.. N (2)

Если условие (2) не выполняется, определяется ошибка на одном измерении ut

UOO NUJAO

200

и

(3)

Учитывая эту ошибку в паузе между измерениями

VR10-f

(А)

1520блок 3 опять принимает калибровочный сигнал и анализирует его. Этот процесс продолжается до тех пор пока не выполнится условие (2). После выполнения условия (2) блок 3 по программе калибровки амплитуды (г. 5) определяет калибровочный множитель К в соответствии с формулой

Ац2п

25

IA;

(5)

.

30

где А - амплитуда калибровочного

сигнала;

Ау - измеренная амплитуда калибровочного сигнала. Программа приема информации позволяет принимать информацию с блока 7 в память блока 3 с заданной частотой и заранее отведенный массив памяти. Частота приема устанавливается менем паузы, определяемым программой 35 калибровки частоты приема.

Определение спектральной плотности S(f) (фиг. 7) проводится при по- могщ прямого;преобразования Фурье

40,

45

и позволяет определить спектральные составляющие

0

N o jTv,N

/ IIK., «г2LX.COS ---и Ьц 2-Х

1ч

где

1 1

К N. 21ГК;

,sin --5

номер гармоники; количество измерений исследуемой реализации,

отсюда

S(f J

2 9

--;5(ац+Ьц).

Формула изобретения

Устройство сбора и обработки результатов ударных испытаний, содержа щее датчик, блок воспроизведения ударной нагрузки, аналого-цифровой преобразователь и блок управления и ;спектрапьной обработки, о т л и ч а |ю щ е е с я тем, что, с целью по- вьипения точности обработки, в него введены датчики, блок буферной памяти, генератор- -опорных ригналов и ком ;мутатор, а блок управления и спект- |ральной обработки содержит средства |начальной калибровки измеряемых паIS

г.7

Onftfвеление спектральной плотности ,

m Mif Mlf- n

3So9 QqsuKO спектральной плвтиости S(f)

62361 6

раметров, выхода всех датчиков и первый вход генератора опорных сигналов соединены с информационными входами блока буферной памяти, выходы которого соединены с информационными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом анало- го-.цифрового преобразователя, выход 10 которого соединен с информационным входом блока управления и спектральной обработки, второй выход генератора опорных сигналов соединен с входом запуска блока воспроизведения удар- 15 ной нагрузки.

ipaqouKO 8ара n(tj

.9

Фш. 2

(Начало )

Т

ввод исжодяои UM ftftaifuui MauofMttiu affflfc /юсгива вЮ ffOMevMofif offflfc fUKcttfa-mut

nofloioffof 3ffovfffu« to

Ормниаация паузлг. JfKtO ImoirmoS)

npuffi байта из Alf/f и S вУЗ

I uM affltou tapMOftu лч/ уу, / 41

{Ж

к% ; % |/1г;°л-г ° oyyoff oot/fTi

ot/toff oaun сорозовамив

Определение cnf/ mpiMtiMoiJ состоОля- юцви tOflMOMUHu fy и JOfiafit/ffOMt/e tv

tcvem vi/c/ra гармоник f, Hem

НачалоЛ -jбвод исхоЗних Заннт

PaSovef ииелв noHtvMtru. oSflte fwfct/ffo П М Havojiettt/i/ aSfjtc xpaMtftu епвмтрт eecmaS fottux «/

uM affltou tapMOftu лч/ уу, / 41

Ж

к% ; % |/1г;°л-г ° ЛЛ нагольною offteea fffapaK eeo

aSiijfinHje fetucmpoS тгкоалемия Лн. ивл.

OSHtfitMuf oSflaaifMu к ftae- сиву СОЛ и tin Асоз О, Atin O

oyyoff oot/fTiQ из и rtOfot/toff oaun сорозовамив

/ P/f/Of fjfHt/e KOff}ffc/tf(/fffro рлевя Опрвдеяение xo3(f g u4uefjmo Vypae f.

k.

StfJ 0 P,3

, (4xO,1

fO fO JO

i 50 SO 70 80 .90 100 1Л

f -r- - - -fl-l ftfril

i.c

fx