Устройство для измерения логарифмического декремента затухания Советский патент 1990 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения декремента затухания конструкции.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения логарифмического декремента затухания; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения логариф- ического декремента затухания содер- кит блок 1 управления, блоки 2 и 3 Памяти, ключи 4 и 5, блок 6 сравне- |Ния, состоящий из элемента 7 сравнения и элемента 8 сравнения по абсо- .Пютной величине, блок 9 памяти, ключ 10, сумматор 11, ключ 12, блок 13 де- гения, блок 14 логарифмирования, блок 5 масштабирования, блок 16 регистрации и триггер 17.

Блок 1 управления состоит из дифференцирующей цепи 18, триггера 19, ключа 20, дифференцирующего звена 21, триггера Шмидта 22, дифференцирующей цепи 23, диодной матрицы 24 с триг- верным входом, элементов ИЛИ 25 и 26, дифференцирующих цепей 27 - 29, ключей 30 - 32, одновибратора 33, триггера 34, дифференцирующих цепей 35 и 36, диодов 37 и 38.

Дифференцирующая цепь 18, триггер 19, ключ 20, дифференцирующее звено $1, триггер Шмидта 22, дифференцирующая цепь 23, диодная матрица 24 с фриггерным входом, элемент ИЛИ 25, Аифференцирующая цепь 27, ключ 30 Соединены последовательно.

Выход ключа 30 подключен к перво- iky входу блока 2 памяти и является первым выходом блока 1 управления.

Диодная матрица 24 с триггерным

ходом подключена к входу элемента {ШИ 25 нечетными выходными шинами,

| к входу элемента ИЛИ 26 - четными йыходными шинами, начиная с четвертой, далее шестая и т.д. Дифференцирующая цепь 23 и ключ 31 соединены последовательно, выход ключа 31 подключен к первому входу блока 3 памяти и является вторым выходом блока 1 управления. Выход элемента ИЛИ 26 Соединен с входом дифференцирующей Цепи 28 и с входом одновибратора 33, «ыход которого подключен к первому «ходу триггера 34, первый выход кото- рого подключен к дифференцирующей цепи 35, а второй - к дифференцирующей цепи 36, к выходам дифференцирую.1ДИХ цепей 35 и 36 подключены диоды 37 и 38 соответственно.

Выходы диодов 37 и 38 подключены соответственно к вторым входам блоков 2 и 3 памяти и являются третьим и

5

5

четвертым выходами блока 1 управления.

Вторая выходная шина диодной матрицы 24 с триггерным входом подключена к дифференцирующей цепи 29 выход ее подключен к первому входу ключа 32, выход ключа 32 подключен к первому входу блока 9 памяти и является пятым выходом блока 1 управления. К вторым входам ключей 4 и 5 подключен выход одновибратора 33, который является шестым выходом блока 1 управления.

К вторым входам ключей 30 - 32 подключен выход ключа 20. К третьим входам блоков 2 и 3 памяти, вторым входам блока 9 памяти, триггера 34, блока 16 регистрации подключен выход дифференцирующей цепи 18, который является седьмым выходом блока 1 управления. Выход блока 2 памяти подключен к Первому входу ключа 4, выход блока 3 памяти подключен к первому входу ключа 5.

Выходы ключей 4 и 5 подключены к первому и второму входам блока 6 сравнения. Выход блока 6 сравнения подключен к входу триггера 17 эмит- терной связью. Первый вход ключа 10 подключен к выходу блока 9 памяти, первый вход ключа 12 подключен к выходу блока 2 памяти. Выход триггера 17 подключен к вторым входам триггера 19 и ключей 10 и 12. Выход ключа 10 и второй выход ключа 12 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 11. Первый выход ключа 12 подключен к первому входу блока 13 деления, к второму входу которого подключен выход сумматора 11, Блоки деления 13, логарифмирования 14, масштабирования 15 и регистрации 16 соединены последовательно.

Второй вход триггера 19 является первым входом блока 1 управления. Вход дифференцирующей цепи 18 подключен к входной клемме объекта измерения и является вторым входом блока 1 управления. Второй вход ключа 20 подключен к выходной клемме-объекта измерения и является третьим входом блока 1 управления,

Первый и второй входы элемента 7 сравнения соединены по абсолютной величине соответственно с первым и вторым входами блока 6 сравнения. Первый вход элемента 8 сравнения соединен с выходом элемента 7 сравнения по абсолютной величине, второй вход элемента 8 сравнения подключен к шине сигнала допустимой ошибки Д, выход элемента 8 сравнения является выходом блока 6 сравнения.

Устройство для измерения логарифмического декремента затухания работает следующим образом.

В основу работы устройства положен алгоритм, базирующийся на положении, что для временной переходной функции колебательного процесса логарифмический декремент затухания выражается з ависимо ст ыо:

Ъ

1

-In

,зМ

ДЬ

макс

где h(t/) - установившееся значение переходной функции;

ЛЬ

Ллакс

h

ллакс

- Ь (со),

где h а|сс - максимальное значение переходной функции. На второй и третий входы блока 1 управления соответственно подают входной ступенчатый сигнал X 6Х (t) и X

вы к

(t) - реакцию объекта на входной сигнал. На временной диаграмме фиг.2 эти сигналы показаны на графиках 2а и 2г.

Сигнал X вх (t) дифференцируют (дифференцирующая цепь 18). После дифференцирования этот сигнал имеет вид, изображенный на фиг.26. Продифференцированный входной сигнал опрокидывает триггер 19, открывая тем самым ключ 20 для прохождения (t) в блок 1 управления, кроме того, очищает блоки 2,3,9 памяти, устанавливает триггер 34 в исходное состояние, делает отметку о включении блока 16 регистрации.

Выходной сигнал через открытый ключ 18 поступает на дифференцирующую цепь 21, где его дифференцируют (фиг.2д), затем триггер Шмидта 22 формирует прямоугольные импульсы (фиг.2е), которые с помощью дифференцирующей цепи 23 дифференцируют и на выходе получают импульсы, изображенные на фиг,2ж.

Диодная матрица 24 с триггерным входом производит счет импульсов, изображенных на фиг,2ж. При этом второй импульс открывает кратковременно .ключ 32 через дифференцирующую цепь

29 и в блок 9 памяти записывают максимальное значение выходной координаты ЬЛ,ахС , Третий импульс через элес мент 1ШИ 25, дифференцирующую цепь 27 открывает ключ 30 для записи второго максимума в блок 2 памяти, четвертый импульс открывает ключ 31 (через элемент ИЛИ 26, дифференцирующую цепь 28)

10 для записи третьего максимума в блок 3 памяти. На элемент ИЛИ 25 подают нечет - ные импульсы (начиная с третьего), на элемент ИЛИ 26-четные (начиная счетвер- ого) . Очередность записи в память бло15 ов2,3и9, а также очистки памяти, вызов из памяти бсуществляет блок 1 управ- (1) ления, роль генератора импульсов в котором играет сигнал X еы)- (t ) , преобразованный в тактовые импульсы управления, ,

20Из диаграмм фиг.2г видно, что максимум и минимум функции X gblf (t) соответствует значению продифференцированной функции X &ых (t) дифференцирующей цепи 21 в точках с нулевыми

25 ординатами.

Таким образом, четвертый импульс, поступающий на элемент ПЛИ 26, на выходе одновибратора 33 дифференцируется цепью 28, чтобы открыть ключ 31 и

30 записать третий экстремум выходной координаты в блок 3 памяти, а также этот импульс запускает одновибратор

(2)

35

40

45

50

55

32, который опрокидывает триггер 34 и одновременно открывает ключи 4 и- 5 для разрешения считывания информации из блоков 2 и 3 памяти, а также сравнения по абсолютной величине значений второй и третьей экстремальных точек кривой переходного процесса элементом 7 сравнения по абсолютной величине. С выхода элемента 7 сравнения по абсолютной величине сигнал о поступает на первый вход элемента сравнения. На второй вход элемента 8 сравнения подают сигнал допустимой ошибки Д. С выхода элемента 8 сравнения сигнал поступает на вход триггера 17 с эмчттерной связью, настроенного на срабатывание по условиям Д.

В результате срабатывания триггера 17 опрокидывается триггер 19 и прекращается прохождение X еых (t) в блок Jуправления (фиг.2в,з). Через ключ 12 установившееся значение выходной величины h(uo) поступает на сумматор 11, где сравнивается со значением h ма.. , поступающим через ключ 10 на

5

0

5

0

5

32, который опрокидывает триггер 34 и одновременно открывает ключи 4 и- 5 для разрешения считывания информации из блоков 2 и 3 памяти, а также сравнения по абсолютной величине значений второй и третьей экстремальных точек кривой переходного процесса элементом 7 сравнения по абсолютной величине. С выхода элемента 7 сравнения по абсолютной величине сигнал о поступает на первый вход элемента сравнения. На второй вход элемента 8 сравнения подают сигнал допустимой ошибки Д. С выхода элемента 8 сравнения сигнал поступает на вход триггера 17 с эмчттерной связью, настроенного на срабатывание по условиям Д.

В результате срабатывания триггера 17 опрокидывается триггер 19 и прекращается прохождение X еых (t) в блок Jуправления (фиг.2в,з). Через ключ 12 установившееся значение выходной величины h(uo) поступает на сумматор 11, где сравнивается со значением h ма.. , поступающим через ключ 10 на

Второй вход сумматора 11. На выходе сумматора 11 величина Ah (hMa)(C - h(co) поступает на вход блока 13 деления, на второй вход это- fo блока поступает сигнал h (to).

) Ah

Частное от деления;

поступает

tfa вход блока 14 логарифмирования. В блоки 15 масштабирования вы- ч|исляют величину

«„-i-.lnЬ&2.1

А ft in &h

к|оторая поступает на блок 16 регист- .

После сравнения третьего и четвертого 3 и 4 экстремальных значений

0

5

функции X вы, (t) в блоке 6 сравнения невыполнения, неравенства U5 S , триггер 34 через дифференцирующую цепь 36, диод 38 очистит память блока памяти для записи пятого экстремального значения функции, произойдет сравнение четвертого и пятого экстремальных значений функций и т.д. до тех пор, пока не удовлетворится неравенство i . §,

Использование предлагаемого устройства для измерения логарифмического декремента затухания позволяет повысить точность изменений, так как обеспечивается возможность определять логарифмический декремент затухания с наперед заданной точностью.

а

Xf(t)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения логарифмического дискремента затухания. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для этого на второй и третий входы блока управления подают входной ступенчатый сигнал и реакцию объекта на входной сигнал. Блок 1 управления очищает блоки 2, 3 и 9 памяти и осуществляет в них поочередную запись. Открытые ключи 4, 5 разрешают осуществлять считывание информации из блоков 2 и 3 памяти и сравнение экстремальных точек кривой переходного процесса в блоке 6 сравнения, состоящем из элемента 7 сравнения по абсолютной величине и элемента 8 сравнения. После срабатывания триггера 17 через ключ 12 установившееся значение выходной величины поступает на сумматор 11, где сравнивается с максимальным значением, поступающим через ключ 10. Величина декремента затухания вычисляется в блоках деления 13, логарифмирования 14 и масштабирования 15 и отображается в блоке 16 регистрации. Блок 1 управления содержит дифференцирующие цепи 18, 23, 27, 28, 29 и 35, дифференцирующее звено 21, триггеры 19, 22 и 34, одновибратор 33, диоды 38 и 37, диодную матрицу 24, ключи 20, 30, 31 и 32, элементы ИЛИ 25 и 26. 1 ил.

& Uдифф. звено

$

#

триггера

мах

Uдифф. звена

Umft.

Ulft.

l

I-I - rn

Udugxp. цепи

Г

Г

Фиг. 2

Составитель Ю.Минкин Редактор В.Бугренкова Техред М.ХоданичКорректор С.Иевкун

Заказ 3460

Тираж 557

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

t -t

k

Г

Подписное