Способ определения степени успокоения электромеханического преобразователя и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01V13/00 G01V1/16 

Изобретение относится к электрорадио- измерениям, геофизике и может быть найти применение, в частности, при испытаниях электродинамических или магнитоэлектрических сейсмоприемников, громкоговорителей, микрофонов, при исследовании экспоненциальных радиоимпульсов.

Предлагаемый способ применим ко всем электромеханическим преобразователям, у которых подвижная часть представляет собой колебательную систему второго порядка, а напряжение U(t) на выводах в режиме свободных затухающих колебаний (с нулевой начальной фазой) может быть описано выражениемг

U(t) - Ао-ехр( -ft wot) sin( 1 -р2- ад), где АО - коэффициент пропорциональности;

у -степень успокоения; о)о- частота собственных колебаний; t - время.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения степени успокоения электромеханических преобразователей.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - вариант устройства с отрицательным эквивалентным импедансом индуктивного характера, используемого для компенсации паразитного влияния индуктивности Ok и активного сопротивления RK катушки преобразователя на результат интегрирования (1+) положительных полуволн напряжения U(t).

XI

N3

СП

о

00

Устройство содержит испытуемый преобразователь 1, элемент 2 отрицательного импеданса (-Z), управляемый переключатель 3, преобразователь 4 напряжения в ток. операционные усилители (ОУ) 5 и 6, 5 постоянные резисторы 7, 8 и 9, конденсаторы 10 и 11, выпрямительные диоды 19 и 12, управляемые ключи 14 и 15, аналого-цифровой преобразователь 16, вычислительное устройство (ВУ) 17, блок управления (БУ) 18. 10

Элемент 2 отрицательного импеданса может быть реализован по схеме на фиг. 2 и содержит ОУ 19, резисторы 20, 21 и 22, конденсатор 23.

Эквивалентная отрицательная индук- 15 тивность выражается формулой U -R2i Raa С24, а отрицательное сопротивление -Нэ -R2i Ra3/R2t,R22. где R21, R22 и R23 - соответственно сопротивления резисторов 20, 21 и 22, С24 - емкость конденсатора 23. 20

Элемент 2 уменьшает паразитный выброс напряжения U(t) в цепи в момент отклонения тока в возбуждения от обмотки преобразователя.

Способ определения степени/3 успоко- 25 ения заключается в том, что исследуемый преобразователь возбуждается прямоугольным импульсом электрического тока амплитудой 1В и длительностью IB, достаточной для затухания переходного процесса, 30 по окончании действия импульса возбуждения производят раздельное интегрирование в течение времени 1и, достаточного для затухания свободных колебаний с заданной точностью положительных и отрицатель- 35 ных полуволн напряжения U(t) на выводах преобразователя с постоянным временем интегрирования соответственно г + и т-, затем измеряют отношение двух полученных интегралов 1+ и I- и на основании этого QTHO- 40 шения вычисляют степень успокоения по формуле

1.+ г()..

Устройство по схеме работает следующим образом. В исходном состоянии средний контакт переключателя 3 замкнут на общую шину, ключи 14 и 15 находятся в проводящем состоянии. БУ Т8 формирует сигнал Импульс возбуждения который управляет 50 переключателем 3 и подает импульс тока в в обмотку преобразователя 1. Через время tB переключатель 3 возвращается в исходное состояние и одновременно по сигналу БУ 18 размыкаются ключи 14 и 15. Начина- 55 ется такт интегрирования. При этом положительные полуволны интегрируются на конденсаторе 10, отрицательные - на конденсаторе 11. По окончании времени интегрирования сигнал с конденсатора 10 подается на вход опорного напряжения Don , a сигнал с конденсатора 11 через инвертор ОУ 6, резисторы 8 и 9 подается на измерительный вход UBX АЦП 16. Код N на выходе АЦП 16 пропорционален отношению интегралов 1-Л+:

N A.t -/l+.

Значение коэффициента А подбирается при калибровке, ВУ 17 по сигналу Готовность производит вычисление Д

Формула изобретения 1. Способ определения степени успокоения электромеханического преобразовате- ля, заключающийся в возбуждения преобразователя импульсом тока и последующем анализе напряжения на обмотке преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, производят раздельное интегрирование и измерение положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на обмотке преобразователя с постоянными времени соответственно т+ и г-, а степень /3 успокоения электромеханического преобразования вычисляют по окончании времени интегрирования по формуле

Т4-

+ )) I

LI

где 1+ и - - величины интегралов положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на обмотке преобразователя,

2. Устройство для определения степени успокоения электромеханического преобразователя, содержащее элемент отрицательного импеданса с первой клеммой для подключения электромеханического преобразователя, источник тока, соединенный с управляемым переключателем, а также аналого-цифровой преобразователь и блок управления, подключенные к вычислительному устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два операционных усилителя, три резистора, два конденсатора, два выпрямительных диода, два управляемых ключа, причем первый вывод первого резистора соединен с второй клеммой для подключения электромагнитного преобразователя и выходом управляемого переключателя, второй вывод первого резистора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с анодом первого и катодом второго выпрямительных диодов, первый конденсатор и первый управляющий ключ соединены параллельно и включены между инвертирующим входом первого операционного усилителя и катодом первого выпрямительного диода, подключенным к входу опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, второй конденсатор и второй управляющий ключ соединены параллельно и включены между анодом второго выпрямительного диода и инвертирующим входом первого операционного усилителя, анод второго диода соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства, третий резистор включен между инвертирующим входом второго операционного усилителя и его выходом, который подключен к измерительному входу аналого-цифрового преобразователя, а блок управления соединен с управляющими электродами управляющих ключей и входом

запуска аналого-цифрового преобразователя.

Изобретение относится к электроради- оизмерениям, геофизике и может найти применение при испытаниях электродинамических сейсмоприемников, громкоговорителей, микрофонов, при исследованиях экспоненциальных радиоимпульсов. Целью изобретения является повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения степени успокоения электромеханических преобразователей. Достигается это тем, что преобразователь возбуждается прямоугольным импульсом электрического тока, достаточного для затухания переходного процесса длительности, по окончании действия импульса возбуждения производят раздельное интегрирование положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на выводах катушки преобразователя с постоянными времени соответственно т+ и г-, по окончании времени интегрирования, длительность которого выбирается из условия достаточного успокоения подвижной системы, измеряют л отношение интегралов I+ и I- и на основании 3 этого отношения вычисляют степень Дуспо- L л коения по указанной формуле. 2 с.п.ф-лы,2 ил.(С/ 1C

Т лГ

#

L

Фи&1