Устройство для определения динамических характеристик материалов Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для определения динамических механических характеристик материалов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1021953.

Цель изобретения - повышение надежности „

На фиг„ 1 приведена стр турная схема устройства для определения динамических характеристик материалов; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства о

Устройство содержит электромеханическое автокольцо 1, в которое помещается исследуемый материал 2, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь 3, усилитель 4, полосовой фильтр 5, фазовращатель 6, автоматический регулятор 7 уровня возбуждения, первый ключ 8, усилитель 9 мощности и электромеханический возбудитель 10, узел 11

амплитудных дискриминаторов, включающий первый 12, второй 13 и третий

14компараторы, входы которых подключены к выходу полосового фильтра 5, и первый 15 и второй 16 логические блоки, первый вход первого из которых подключен к выходу первого компаратора 12, второй вход первого

15и первый вход второго 16 логических блоков подключены к выходу второго компаратора 13, а второй вход

второго логического блока 16 - к выходу третьего компаратора 14, функциональный преобразователь Т7, включающий первый триггер 18, первый таймер 19, второй таймер 20, второй триггер 21, элемент И 22, второй ключ 23, делитель 24 напряжения, схему 25 совпадения, счетчик 26 импульсов и регистратор 27. Вход установки триггера 18 соединен с выходом первого компаратора 12, а вход сброса - с выходом второго логического блока 16,

(/)

О

ю

со i 1

го

316

выход первого логического блока 15 подключен к однрму из входов схемы 25 совпадения, к второму входу которой подключен прямой, выход триггера 18, инверсный выход которого подключен к входу второго таймера 20 и первому входу элемента И 22, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 2t, прямой выход ко торого соединен с управляющим входом ключа 8, выход первого таймера 19 соединен с входом сброса триггера 21,. а выход второго таймера 0-- с вкодом установки триггера 21 и с вхо

дом сброса счетчика 26 s счетный вход которого соединен с выходом схемы 25 совпадения, а выход соединен с входом регистратора 27, сигнальный вход второго ключа 23 подключен к выходу регулятора 7, управляющий вход - к выходу элемента И 22, а выход - к входу делителя 24 напряжения, выход которого соединен с входом усилителя 9 мощности

Устройство работает следующим образом

В момент времени То электромеханическое автокодьцо 1, замкнуто открытым ключом 8„ Ключ 23 при этом закрыт. В автокольце 1 при этом возникают возрастающие по амплитуде колебания, которые в виде электрического сигнала (фиг. 2а) подаются на входы компараторов 12-14 с выхода полосового фильтра 5„ В процессе роста амплитуды колебаний до момента времени Т, когда последняя достига- - ет нижнего.уровня А1, на выходе логического блока 16 формируются импульсы (фиг„ 26), которые устанавливают триггер. 18 в состояние логического нуля на прямом выходе (фиг. 2 д при Т Т), и, соответственно, логической единицы на инверсном выходе (фиг. 2, ёу при Т Тг) „

При дальнейшем росте амплитуды колебаний э промежутке времени от Т i др Тл последняя- находится в интервале амплитуд от .нижнего А1 до верхнего А2 уровней На выходе логического блока 15 в это время фор- мируются импульсы (фиго 2- в). В момент,времени Т fЈt когда,сигнал достигает уровня А2 срабатывания компаратора 12, на его выходе появляются импульсы (фигс 2 г), которые устанавливают триггер 18 в состояние логической единицы на прямом выходе

Q j

0

5

0

5

0

5

(фиг. 2, д, при Т Т2), и, соответственно, логического нуля на инверсном выходе (фиго 2 е, при Т . По спаду напряжения на инверсном вьэсоде триггера 18 (фиг, 2 е, при Т ТЈ) происходит запуск таймера 20, определяющего времяТ6(фиг. 2 ж,

при

в

Tg- Т ) нахождения автокольца 1 режиме возбуждения с амплитудой, превышающей уровень А2„ В момент време ни Т Тугриггер 21 устанавливается в состояние логического нуля на прямом выходе (фиг. 2 и9 при Т Т5) и, соответственно, логической единицы на инверсном выходе (фигс 2 к, при Т Т)„ Сигналом логического нуля с прямого выхода закрывается ключ 8, что соответствует полностью разомкнутому состоянию автокомьца 1 и свободному затуханию колебаний в нем,

Имптаьс (фиг„ 2 ж, при Т Т) с выхода таймера 20 поступает также на вход установки нуля счетчика 26 импульсов, подготавливая его к приему новой информации. При свободном затухании колебаний (фиг„ 2, а, при ) в интервале алплитуд от верхнего уровня А2 до.нижнего уровня А1 на выходе логического устройства 15 формируются иьятулъсы (фиг,2 в, при Т - ,) , поступающие на вход схемы 25 совпадения. Сигнал логической единицы, одновременно поступающий на другой вход схемы 25 совпадения с прямого выхода триггера 18 (фиг„ 2 д, при Т), разрешает прохождение импульсов на вход счетчика 26, который регистрирует их число, В момент времени Т Т на выходе логического устройства 16 появляются импульсы (фЫо 2 б, при ), устанавли- .вающие прямой выход триггера 18 з состояние логического нуля (фиг0 2 д, при Т - Тф)s а инверсный - в состояние логической единицы соответственно (фиг о

По при Т

2. д, при Т Тф). спаду напряжения (фиг 2 д, Т.) на прямом выходе триггера 18 происходит запуск таймера 19, 0 определяющего время Ти (фиг. 2 з, при Т.- Т) считывания информации со счетчика 26 импульсов и ввода ее в ре гистратор 27 для автоматической записи результатов измерения, Б тече- 5 ние времени Тя сигналы логической единицы с инверсного выхода триггера 18 (фиг. 2 е, при. Т-ф- Т5) и инверсного выхода триггера 2 (фиг.. 2 KS

при T.J.- Tgf) поступают на входы элемента И 22, на выходе которого, как следствие, формируется сигнал логической единицы (фиг„ 2. л, при Т ф- Т g) . Этот сигнал открывает на время Ти ключ 23.

Автокольцо оказывается замкнутым через ключ 23 к делитель 24 напряжения. Амплитуда автоколебаний при этом устанавливается на некотором произвольном уровне ниже А2, что обусловлено выбором коэффициента передачи делителя 24 напряжения Это обеспечивает более быстрый и надежный выход устройства на следующий цикл измерения по истечении времени Т«. Вырабатываемый-таймером 19 импульс (фиг. 2 з, при Т Tf) уст навливает триггер 21 в состояние логической единицы на прямом выходе (фиг. 2 г, при Т Тр) и соответственно, логического нупя ка инверсном выходе (фиг„ 2 к, при Т Tg)„ При этом ключ 23 закрывается, а ключ 8 открывается, что соответствует началу нового цикла изме297706

рения. Описанный цикл неоднократно повторяется.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить, надеж ность автоматических установок для измерения внутреннего трения по методу свободноэатухающих колебаний и уменьшить вероятность сбоев их JQ работы в процессе эксперимента,

Формула изобретения

Устройство для определения дина- S мических характеристик материалов, по авт. св. N 1021953, о т л и ч а ю in e e с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено элементом И, вторым ключом и 20 делителем напряжения, входы элемента И соединены с инверсными выходами триггеров, выход - с управляющим входом второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом 25 регулятора уровня возбуждения, а

выход через делитель напряжения соединен с входом усилителя мощности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения динамических механических характеристик материалов, Цель изобретения - повышение надежности устройства. Достигается она заменой двух компараторов близко расположенных уровней одним компаратором и введением дополнительных элементов, обеспечивающих возбуждение автокольца в паузах между циклами измерения, что устраняет возможность срыва возбуждения при больших затуханиях копебаний. 2 ил.

Фи.1