Преобразователь амплитуды механических колебаний в код Советский патент 1993 года по МПК H03M1/50 

Ё

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при обработке сигналов датчиков. Цель изобретения -упрощение и повышение надежности преобразователя. Преобразователь амплитуды механических колебаний содержит последовательно соединенные датчик 1, усилитель 2 и интегратор 3, детектор 4 размаха сигнала, включающий блок 9 определения минимума, вход которого соединен с выходом интегратора 3 и входом блока 8 определения максимума, блок 10 вычитания, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков 8 и 9 соответственно, и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, вход которого соединен с выходом блока 10 и аналоговым выходом 7 преобразователя, а выход- с цифровым выходом 6 преобразователя. 1 ил.

00

о ю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при обработке сигналов датчиков.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь амплитуды механических колебаний в код содержит последовательно соединенные датчик 1, усилитель 2 и интегратор 3, детектор 4 размаха сигнала, аналого-цифровой преобразователь 5, аналоговую выходную шину 6, цифровую выходную шину 7, детектор 4. выполнен на блоке 8. определения максимума, блоке 9 определения минимума и блоке 10 вычитания,

Работа преобразователя заключается в следующем.

В качестве датчика 1 используется магнит, закрепленный на объекте, совершающем колебания, и катушка, закрепленная на неподвижном объекте. При пересечении катушки магнитным полем в ней наводится ЭДС, мгновенное значение e(t) которой определяется уравнением

e(t) keoAsin(ot, где t - текущее время;

А и а - соответственно амплитуда и круговая частота механических колебаний;

к - постоянный коэффициент, зависящий от параметров магнита и катушки.

ЭДС e(t) усиливается усилителем 2 и поступает на вход интегратора 3. На выходе последнего формируется сигнал определяемый уравнением:

1

/ т о

«2 К О) A Sin () t + U30

K2KQJA

Та)

cos (о t + 1)зо,

где Кзо - начальное значение сигнала U3(t); К2 - коэффициент усиления усилителя 2; Т - постоянная времени интегратора 3. Сигнал Us(t) с выхода интегратора 3 поступает на входы блоков 8 и 9. Блок 8 формим j. K2kA рует максимальное значение Uso +

сигнала 11з(т), которое поступает на первый (суммирующий) вход блока 10. Блок 9 формирует минимальное значение Uso

K2k A Т

0

5

5

0

5

0

0

5

0

сигнала U3(t), которое поступает на второй (вычитающий) вход блока 10.

На выходе блока 10, а следовательно на входе АЦП 5 и выходе 6 преобразователя, формируется аналоговый сигнал Ve, равный разности сигналов на первом и втором входах этого блока:

., 2 К2 к А

V6---у-.

Нетрудно видеть, что этот сигнал пропорционален амплитуде А механических колебаний.

С помощью АЦП 5 сигнал Ve преобразуется в цифровой код и поступает на цифровой выход 7 преобразователя.

В составе предлагаемого преобразователя, в отличие от преобразователя-прототипа отсутствуют такие сложные элементы, как .преобразователи напряжение-частота, частота-код и блок логических элементов, Вновь введенные элементы значительно проще указанных, Это обеспечивает предлагаемому преобразователю большую по сравнению с преобразователем-прототипом простоту и более высокую надежность. Расчет показывает, что наработка на отказ у предлагаемого преобразователя примерно на 30% больше, чем у преобразователя- прототипа.

. Другим достоинством предлагаемого преобразователя является наличие дополнительно к цифровому аналогового выхода.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Преобразователь амплитуды механических колебаний в код, содержащий последовательно включенные датчик и усилитель, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, введены интегратор, детектор размаха сигнала и аналого-цифровой преобразователь, выходы которого являются цифровой выходной шиной, вход интегратора подключен к выходу усилителя, а выход - к входу детектора размаха сигнала, выход которого под- ключен к входу аналого-цифрового преобразователя и является аналоговой выходной шиной.