Устройство для регистрации одиночных ударов Советский патент 1989 года по МПК G01R13/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к регистраторам однократных сигналов (импульсов) на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и может быть использовано для регистрации и отображения одиночных сигналов с пьезоэлектрических датчиков при проведении испытаний на одиночные удары.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение точности регистрации сигнала.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства для регистрации одиночных ударов.

Устройство содержит блок 1 нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности, содержащий первый масштабирующий усилитель 2 с ключом 3 и блоком 4 масштабирующих конденсаторов, аттенюатор 5, второй масштабирующий усилитель 6 с резистором 7 обратной связи и программируемый делитель 8 частоты, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, счетчик 10 адреса, блок 11 памяти (ОЗУ), индикатор 12 на ЭЛТ, тактовьй генератор 13, источник 14 тока, цифроаналоговыи преобразователь (ЦАП) 15, первый сумматор 16, задатчик 17 нулевой линии индикации, второй сумматор 18, вычитатель 19, регистр 20, селектор- мультиплексор 21, задатчик 22 числа усредняемых отсчетов аналого-цифро

5

вого преобразователя АЦП, задатчик 23 порядка масштаба 23, задатчик 24 числа масштаба, задатчик 25 длительности повторных отсчетов, информационный вход 26 устройства, первый 27, второй 28 входы задатчика амплитуды входного сигнала и вход 29 задатчика длительности повторения отсчета входного сигнала.

При этом первьй масштабирующий усилитель 2 блока 1 нормирования с ключом 3 и блоком 4 масштабирующих конденсаторов 4 в цепи обратной связи соединен через аттенюатор 5 со вторым масштабирующим усилителем 6 с резистором 7 в цепи обратной связи. Выход усилителя 6 соединен с АЦП 9, выход которого через счетчик 10 адреса и блок 11 памяти соединен с индикатором 12 на ЭЛТ. Вход генератора 13 тактовых импульсов соединен с программируемым делителем 8 частоты блока 1 нормирования, выход программиру- 5 емого делителя 8 соединен с входами АЦП 9 и счетчика 10 адреса. Задатчик 17 нулевой линии индикации соединен с одним из выходов первого сумматора 16, выход которого через ЦАП 15 и источник 14 тока соединен с входом второго масштабирующего усилителя 6 блока 1 нормирования, а вход АЦП 9 и выход блока памяти соединены с одним из входов второго сумматора 18, выход которого соединен с одним из входов вычитателя 19, выход кото0

0

5

1

рого через регистр 20 соединен с входом первого сумматора 16, а выход регистра 20 через селектор-мультиплексор 21 соединен с входом второго сумматора 18, при этом управляющий вход селектор-мультиплексора 21 соединен с задатчиком 22 числа усредняемых отсчетов АЦП. Задатчик 23 порядка масштаба соединен с ключом 3 блока 1 нормирования, задатчик 24 числа масштаба соединен с аттенюатором 5 блока 1 нормирования, а задатчик 25 длительности повторения отсчетов соединен с входом программируемого делителя 8 частоты. Вход 26 является информационным входом устройства и соединен с входом первого масштабирующего усилителя 2 блока 1 нормирования 1.

Устройство для регистрации единичных ударов работает следующим

образом.

i

При отсутствии информационного

сигнала на входе первого масштабирующего усилителя 2 сигнал нулевого уровня, обусловленный дрейфом усилителей 2 и 6, поступает на вход АЦП 9 и преобразуется в цифровой код, который поступает на вход второго сумматора 18, на другой вход которого приходит сигнал с выхода селектора-мультиплексора 21, который представляет собой сумму предшествующих дискрет АГ , увеличенную в k раз, с помощью селектора-мультиплексора 21, который осуществляет умножение в k раз кода, находящегося в регистре 20, где k 2П, а число п задается задатчиком 22 числа усредняемых отсчетов АЦП. Код с сумматора 18, представляющий собой сумму kAn, +B,,, поступает на один из входом вычитателя 19, на другой вход которого поступает код Аг., с выхода регистра 20. Сигнал на выходе регистра 20 представляет собой усредненный по показательному закону в соответствии с выражением

К4-&Р

kAh A,,.,

где Вг - дискретное значение с выхода АЦП 9 с порядковым номером г;

А - сумма дискрет, предшествующая номеру, дрейф нуля масштабирующих усилителей 2 и 6 и АЦП 9.

В случае, если с задатчиком 17 нулевой линии задан код нуля, то ус9878 4

редненное значение дрейфа с регистра 20 поступает прямо через первый сумматор 16 на вход НАЛ 15, преобра- - зующий цифровой код в аналоговый сигнал, который управляет источником 14 тока. Ток с источника 14 пере дается на вход усилнтегя 6 и осуществляет компенсацию дрейфа нуля усилнтелей и АЦП 9.

В случае поступления с задатчика 17 кода, отличного от нуля, происходит смещение нулевого уровня усилителя 6 и, следовательно АЦП 9.

5 Число k выбирается таким образом, чтобы постоянная времени цифрового усреднителя, состоящего из устройств 18-21, была значительно больше длительности регистрируемого ударного

0 процесса, т.е.

k ,

где Т0 - период квантования АЦП 9, п - длительность регистрируемо5 го ударного процесса.

Запись ударного процесса с АЦП 9 осуществляется в ОЗУ 11 по адресу, задаваемому счетчиком адреса 10. Информация из ОЗУ 11 выводится на инди0 катор 12 на ЭЛТ на котором высвечивается регистрируемым процесс.

Масштабирование по длительности осуществляется программируемым (счетчиком) делителем 8 путем изменения

с периода квантования АЦП 9. Коэффициент деления частоты с тактового генератора 13 счетчиком 8 задается задатчиком 25. Выход делителя 8 тактирует работу АЦП 9 и одновременно по0 ступает на счетчик 10 адреса, изменяя его состояние.

Задатчик 23 порядка осуществляет управление ключом 3, который изменя5 ет емкость в цепи обратной связи масштабирующего усилителя 2 заряда.

Нормирование чувствительности датчика, подключаемого на вход устройства, осуществляется аттенюатором 5,

0 который управляется задатчиком 24 числа. Таким образом, автоматически осуществляется коррекция дрейфа нуля масштабирующих усилителей 2, 6 и АЦП 9, позволяя смещать нулевую линию

е индикации при регистрации однополяр- ных сигналов, и таким образом расширяет динамический диапазон регистрации сигналов, поступающих на вход устройства регистрации, и повышает

точность регистрации однополярных сигналов.

Формула изобретения

Устройство для регистрации одиночных ударов, содержащее блок нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, а второй, третий и четвертый входы являются входами задания масштаба амплитуды и длительности входного сигнала, состоящий из последовательно соединенных первого масштабирующего усилителя с блоко масштабирующих конденсаторов и ключа в цепи обратной связи, аттенюатора и второго масштабирующего усилителя с резистором в цепи обратной связи а также программируемого делителя частоты, выход которого соединен с адресным входом аналого-цифрового преобразователя, аналоговый вход которо го соединен с выходом второго масштабирующего усилителя блока нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности, счетчик адреса, соединенный через блок памяти с индикатором на электронно-лучевой трубке, тактовый генератор, соединенный с программируемым делителем частоты, вычитатель, селектор-мультиплексор и цифроаналоговый преобразователь, о

т-

10

15

20

25

798786

л и чающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности, в него введены источник тока, два сумматора, задатчик уровня нулевой линии-индикации, регистр и задатчик числа усредненных отсчетов аналого-цифрового преобразователя, причем выход первого сумматора через цифроаналоговый преобразователь и источник тока соединен с инвертирующим входом второго масштабирующего усилителя блока нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности, один из входов первого сумматора соединен с задат- чиком нулевой линии индикации, а другой - с выходом регистра и с первым входом вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, один из входов которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и с информационным входом блока памяти, а другой вход - с выходом селектора-мультиплексора, адресный вход которого соединен с задатчиком числа усредняемых отсчетов аналого-цифрового преобразователя, а другой вход - с выходом регистра, вход которого соединен с выходом вычитателя, а вход счетчика адреса соединен с выходом программируемого делителя частоты блока нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности.

30

35

Изобретение относится к измерительной технике ,в частности, к регистраторам однократных сигналов (импульсов) на экране электронно-лучевой трубки, и может быть использовано для регистрации и отображения одиночных сигналов с пьезоэлектрических датчиков при проведении испытаний на одиночные удары. Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение точности регистрации сигнала. Устройство содержит блок 1 нормирования входного сигнала по амплитуде и длительности, содержащий первый масштабирующий усилитель 2 с ключом 3 и блоком 4 масштабирующих конденсаторов, аттенюатор 5, второй масштабирующий усилитель 6 с резистором обратной связи 7, программируемый делитель 8 частоты, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, счетчик 10 адреса, блок 11 памяти, индикатор 12, тактовый генератор 13, источник 14 тока, цифроаналоговый преобразователь 15, сумматоры 16 и 18, вычитатель 19, регистр 20, селектор-мультиплексор 21, задатчик числа усредняемых отсчетов АЦП 22, задатчики порядка масштаба 23, числа масштаба 24, длительности повторных отсчетов 25, информационный вход устройства 26, входы 27 и 28 задатчика амплитуды входного сигнала, вход 29 задатчика длительности повторения входного сигнала. 1 ил.