Устройство для измерения коэффициента детонации Советский патент 1992 года по МПК G11B27/36 

сл

С

Изобретение относится к приборостроению, а именно к записывающей и звуковос- производящей технике, и может быть использовано для контроля параметров кинематических систем записи и воспроизведения. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения. Устройство для измерения коэффициента детонации содержит формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взвешивающий фильтр, квазипиковый двухполупери- одный детектор, блок амплитудного демпфирования, сумматор, индикатор. Формирователь измерительного сигнала выполнен в виде согласующего усилителя, блока автоматической регулировки усиления и формирователя прямоугольных импульсов. 3 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к записывающей и звуковоспроизводящей технике, и может быть использовано для контроля параметров кинематических систем записи и воспроизведения.

Известно устройство и способ измерения коэффициента детонации по ГОСТ 11948-78, содержащее во входной части аттенюатор и амплитудный усилитель-ограничитель.

Недостатком известного устройства является то, что применяемые во входной части традиционные аттенюатор и усилитель-ограничитель не устраняют дополнительных погрешностей измерения коэффициента детонации, появляющихся за счет паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) и за счет различной величины напряжения измерительного сигнала, подаваемого на вход детонометра в пределах от 10 MB до 5 В.

Известно устройство для измерения коэффициента детонации, частотный демодулятор и взвешивающий фильтр, выход которого соединен с входом сумматора через два дифференцирующих усилителя и три интегрирующие цепочки, а выход сумматора соединен со стрелочным индикатором.

Недостатком прототипа является применение во входном устройстве традицион- ных аттенюатора и амплитудного усилителя-ограничителя, не исключающих дополнительной погрешности измерения коэффициента детонации, появляющихся за счет ПАМ.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента детонации; содержащее последовательно соединенные входную шину, формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взве ч|

00

ч

00

ю

шивающий фильтр, квазипиковый двухпо- лупериодный детектор, подключенный соответствующимивыходаминепосредственно и через блок амплитудного демпфирования в виде параллельно включенных цепей из дифференциального усилителя, диода и интегрирующей цепи, входом соединенной с выходами диодов двух цепей, к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, введены переключатель и шина напряжения смещения, а формирователь измерительного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных согласующего усилителя, вход которого является входом формирователя измерительного сигнала блока автоматической регулировки усилителя и формирователя прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с шиной напряжения смещения, а выход является выходом формирователя измерительного сигнала, при этом выход частотного демодулятора соединен с входом взвешивающего фильтра через переключатель, другой вход которого подключен к выходу взвешивающего фильтра.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что взамен аттенюатора и традиционного усилителя-ограничителя установлены согласующий усилитель, автоматическое регулирование усилителя (АРУ) и усилитель-формирователь с внешней регулировкой начальной точкой срабатывания ограничения измерительного сигнала, которая уменьшает погрешность измерения коэффициента колебания скорости и детонации на высокочувствительных пределах измерения 0,03 и 0,1 %, возникающих за счет наличия ПАМ в измерительном сигнале.

Необходимость во введении предлагаемых изменений обосновывается следующим образом.

В обычных усилителях-ограничителях (компараторах) существуют различные смещения начальной точки срабатывания (начало ограничения), обусловленные конечным значением коэффициента усиления начальными смещениями, введением гистерезиса для устойчивой работы усилителя.

На фиг. 1,2 графически показано, каким образом за счет смещения начальной точки срабатывания возникает фазовый сдвиг при наличии ПАМ, порождающий, паразитную частотную модуляцию (ПЧМ), которая вызывает погрешность измерения коэффициента колебания скорости ленты и коэффициента детонации.

5

Аналитически значение ,2 можно определить выражением

AtJcM

Д01.2 °arcsln i.

Umi,2

гдеД#31,2 - фазовый сдвиг за счет наличия ПАМ в измерительном сигнале, угловые градусы;

UCM - напряжение смещения нуля в ОУ, MB;

Umi.2 -амплитудноезначение измерительного сигнала с учетом ПАМ, MB.

Можно, например, определить для требований ГОСТ 11948-78, устанавливающего для детонометров дополнительную погрешность измерения коэффициента детонации +15% при наличии в измерительном сигнале ПАМ 30%, какое значение принимает ,2 на усилителе-ограничителе, выпол- п ненном на ОУ типа К544 УД1, у которого UCM 30 MB. При этом Umi,2 измеряется в пределах от 10 до 7 В, что составляет 30% ПАМ.

Следовательно

arcsln

30

10000 30

0,17° - 0,25°

A 2 arcsfn QQ

,2 Др2-Др1 0,250-0,170 0.080 Учитывая, что на пределе измерения детонометра 0,03% в точке 0,01 % (Af 0,315 Гц) фазовый сдвиг Д 0,3° (см. фиг.2). поэтому можно определить погрешность для этой точки шкалы при ,2 0,08° по формуле

л Дц,2 100 0.08 100

Дим-уg-g

26,6%

Из формулы видно, что только за счет лишь паразитной ЧМ в точке шкалы 0,01%

погрешность измерения коэффициента детонации составляет не менее 26,6% при требовании ГОСТ 11948-78 не более 15%.

Экспериментально установлено, что без предлагаемого устройства нет возможности выполнить требования ГОСТ 11948- 28 на пределах шкалы 0,03 и 0,1 %.

Предлагаемое устройство, заменяющее аттенюатор и обычный усилитель-ограничитель на согласующий усилитель, АРУ и усилитель-формирователь с внешней регулировкой начальной точки срабатывания ограничения позволяет уменьшить или исключить паразитную ЧМ и уменьшить погрешность измерения коэффициента колебания скорости и детонации на высокочувствительных пределах шкалы детонометра. Таким образом, заявляемое устройство отвечает критерию изобретения новизна. Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в

данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На фиг.З приведена блок-схема устройства, реализующая предлагаемое устройство.

Устройство для измерения коэффициента детонации содержит последовательно соединенные блоки: входное устройство 1, включающее в себя согласующий усилитель 2. АРУ 3, усилитель-формирователь прямоугольных импульсов с регулируемой началь- ной точкой срабатывания 4, ЧМ демодулятор 5, взвешивающий фильтр 6, применяемый для измерения коэффициента детонации, когда переключатель П в положении айв положении б при измерении коэффициента колебания скорости, квазипиковый детектор 7, амплитудный демпфер 8, сумматор 9, стрелочный индикатор 10.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает измерительный сигнал с величиной напряжения от 10 MB до 5 В. На входе блока АРУ амплитуда измерительного сигнала приводится к выбранному уровню, равному примерно 10 В. В блоке усилителя-формирователя измерительный сигнал преобразуется из синусоидальной формы в форму прямоугольного типа. При этом на один из входов усилителя-формирователя подается напряжение смещения с целью экспериментального выбора в нем рабочей точки, при которой компенсируется (минимизируется) паразитное напряжение смещения и формируются симметричные полуволны измерительного сигнала, способствующие уменьшению погрешности измерения коэффициента колебания скорости и детонации. Начальная точка ограничения экспериментально выбирается для одного масштаба напряжения. Поэтому на вход усилителя-ограничителя необходимо подавать напряжение выбранного масштаба.

Эту функцию выполняет АРУ с пределами регулирования, обусловленными измерениями уровня входного сигнала от 10 MB до 5 В. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения при наличии

паразитной амплитудной модуляции в измерительном сигнале на высокочувствительных пределах измерения детонометра и повысить точность измерения при подаче детонометра величин напряжения малых

значений, начиная с 10 MB вместо требуемых по ГОСТ 11948-78 от 100 MB.

Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента детонации, содержащее последовательно соединенные входную шину, формирователь измерительного сигнала, частотный демодулятор, взвешивающий фильтр, квазипиковый двухполупериодный

детектор, подключенный соответствующими выходами непосредственно и через блок амплитудного демпфирования в виде параллельно включенных цепей из дифференциального усилителя, диода и интегрирующей

цепи, входом соединенной с выходами диодов двух цепей, к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, введены переключатель и шина напряжения смещения, а формирователь измерительного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных согласующего усилителя, вход которого является входом формирователя измерительного сигнала, блока автоматической регулировки усиления и формирователя прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с шиной напряжения смещения, а

выход является выходом формирователя измерительного сигнала, при этом выход частотного демодулятора соединен с входом взвешивающего фильтра через переключатель, другой вход которого подключен к выходу взвешивающего фильтра.

Вход, шина

на прям, смещения

I