Устройство для измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей Советский патент 1993 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетическом строительстве при контроле параметров струнных преобразователей, установленных в сооружениях для постоянного контроля с целью диагностирования их работоспособности, либо при серийном выпуске струнных преобразователей, а также в радиотехнических измерениях.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения

путем автоматической установки заданного уровня исследуемого сигнала в измерительном тракте и временной привязки начала измерения.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 импульсного возбуждения, струнный преобразователь 2, регулируемый усилитель 3, формирователь импульсов 4, блок 5 автоматической установки усиления, включающий

00

00

ел ю

О

первый ключ 6, схему 7 управления усилени: ем, компаратор 8 напряжения и первый триггер 9, блок 10 временной привязки начала измерений, включающий делитель частоты 11, второй ключ 12 и второй триггер 13, пиковый детектор 14, делитель 15 напряжения, двухпороговый дискриминатор 16 и счетчик 17.

Мощный выход генератора 1 импульсов подключен к входу струнного преобразователя 2, а выход этого генератора с логическим уровнем соединен с входами первого 9 и второго 13 триггеров. Выход струнного преобразователя 2 подключен одновременно к входам регулируемого усилителя 3 и формирователя импульсов 4, выход которого соединен с входами первого ключа б и делителя частоты 11. Выход регулируемого усилителя 3 подключен одновременно к входам компаратора 8 напряжения и второго ключа 12. Выход первого ключа 6 подключен к входу схемы 7 управления усилением, выход которой соединен с входом управления регулируемого усилителя 3. Выход компаратора 8 напряжения подключен к входу первого триггера 9, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 6. Второй триггер 13 своим входом соединен с выходом делителя частоты 11, а выход его соединен с управляющим.входом второго ключа 12. Выход второго ключа 12 соединен одновременно с входами пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16, выход которого подключен к входу счетчика 17. Вход делителя 15 напряжения соединен с выходом пикового детектора 14, а выходы этого делителя подключены к входам задачи пороговых напряжений двухпорогового дискриминатора 16.

Устройство работает следующим образом. Генератор 1 импульсного возбуждения периодически вырабатывает импульсы, возбуждающие затухание колебания струнного преобразователя 2, Одновременно эти импульсы устанавливают в исходное состояние первый 9 и второй 13 триггеры, обеспечивая установку первого ключа 6 в открытое и второго ключа 12 - в закрытое состояние. В исходном состоянии коэффициент усиления регулируемого усилителя 3 выбирается минимальным, обеспечивающим при максимально возможном уровне сигнала от струнного преобразователя работу пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16 на линейном участке их характеристик. Уровень сигнала, фиксируемый на выходе регулируемого усилителя 3 при помощи блока автоматической установки усиления 5, определяется величиной опорного напряжения Поп, подаваемого на

вход компаратора 8 напряжения. Пока этот уровень не достигнут, компаратор 8 и первый триггер 9 находятся в исходном состоянии, при этом через замкнутый первый ключ

6 на вход схемы управления усилением 7 поступают импульсы, сформированные формирователем импульсов 4 из сигнала струнного преобразователя. Схема управления усилением по каждому поступившему

импульсу производит единичное ступенчатое повышение коэффициента усиления регулируемого усилителя 3.

Когда амплитуда сигнала на выходе регулируемого усилителя становится равной

Uon, компаратор 8 срабатывает и изменяет

состояние первого триггера 9, после чего

закрывается первый ключ 6 и фиксируется

состояние схемы 7 управления усилением.

Полное время, необходимое для изменения коэффициента усиления регулируемого усилителя от минимальной до максимальной величины, составляет

tpy ПТ,

где п - полное количество ступеней перестройки усилителя;

Т - длительность периода сигнала струнного преобразователя.

Делитель частоты 11 по истечении времени

.

где К - коэффициент деления делителя частоты,

вырабатывает на выходе импульс, который изменяет состояние второго триггера 13,

что обеспечивает замыкание второго ключа 12 и поступление исследуемого сигнала на входы пикового детектора 14 и двухпорогового дискриминатора 16.

Для правильной работы схемы должно

выполняться условие

tpy 1д.

На выходе пикового детектора фиксируется величина напряжения, соответствующая амплитуде входного сигнала в момент

замыкания второго ключа 12.

Это напряжение через делитель напряжения 15 в виде двух опорных напряжений Ui и Uz поступает на входы двухпорогового дискриминатора 16, который из сигнала

струнного преобразователя формирует импульсы, заключенные по амплитуде между порогами Ui и U2, где Ui Ua.

На вход счетчика 17 поступает пачка из N импульсов, при этом логарифмический декремент затухания исследуемых колебаний определяется из выражения

)r

В начале следующего цикла измерения, соответствующего поступлению импульса от генератора импульсного возбуждения 1, этим импульсом устанавливаются в исходное состояние схема управления усилением 7, пиковый детектор 14 и счетчик 17.

Благодаря тому, что начало измерения четко привязано к определенному моменту исследуемого сигнала, форма огибающей которого отличается от экспоненциальной, достигается получение точных и сопоставимых результатов измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей.

Кроме указанных достоинств, предлагаемое устройство обладает дополнительным преимуществом, состоящим в том, что оно позволяет полностью автоматизировать процесс измерения благодаря исключению операций по предварительной регулировке.

Устройство может быть использовано при контроле стабильности параметров струнных преобразователей, установленных в энергетических сооружениях (плотины ГЭС, сооружения АЭС. ГРЭС и др.) для постоянного контроля, при контроле параметров струнных преобразователей в условиях -серийного выпуска, а также в радиотехнических измерениях.

Технико Экономический эффект от использования предлагаемого устройства оп- ределяется повышением точности измерений и сокращением трудозатрат благодаря повышению его быстродействия.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения логарифмического декремента затухания струнных преобразователей, содержащее регулируемый усилитель, формирователь импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, двухпороговый дискриминатор, счетчик импульсов и блок автоматической установки усиления, отличающееся тем, что, с

целью повышения точности и уменьшения времени измерения путем введения временной привязки начала измерительного интервала, синхронизации работы блока ав- 5 томатической установки усиления и обьеди- нения входов канала формирований пороговых напряжений и измерительного канала, в него введен блок временной привязки начала измерения, первый вход кото0 рого соединен с выходом генератора импульсов возбуждения, вход пикового детектора соединен с выходом блока временной привязки начала измерений, второй вход блока временной привязки качала из5 мерения соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход - с выходом регулируемого усилителя.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок временной привязки нача0. ла измерения содержит делитель частоты, вход которого является вторым входом блока, а выход соединен с входом второго триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, вход

5 второго ключа подключен к выходу регулируемого усилителя и является третьим входом блока, а выход - к входам пикового детектора и двух порогового дискриминатора. .

0 3. Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что блок автоматической установки усиления содержит первый ключ, схему управления усилением, компаратор напряжения и первый триггер, при этом вход

5 первого ключа соединен с выходом формирователя импульсов, его выход - с входом схемы управления усилением, выход которой соединен с цепью управления регулируемого усилителя, один вход компаратора

0 напряжения соединен с выходом регулируемого усилителя, второй вход - с источником опорного напряжения, а его выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов возбуждения.

Использование: устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетическом строительстве при контроле параметров струнных преобразователей, установленных в сооружения для постоянного контроля с целью диагностирования их работоспособности, либо при серийном выпуске струнных преобразователей, а также в радиотехнических измерениях. Устройство эффективно при работе с сигналами струнных преобразователей, имеющих значительную динамику уровней, а также при форме огибающей сигналов, отличающейся от экспоненциальной. Сущность изобретения заключается в том, что благодаря введению в устройство блока автоматической установки усиления обеспечивается автоматическая установка уровня исследуемого сигнала в измерительном тракте, что приводит к повышению быстро- . действия, вплоть до полной автоматизации измерений, а введение блока привязки начала измерения обеспечивает фиксацию мо- мента измерения на огибающей затухающего сигнала, что повышает точность и сопоставимость результатов измерения при сигналах, форма огибающей которых отличается от экспоненциальной. Устройство также содержит генератор импульсов возбуждения, регулируемый усилитель, формирователь импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, дискриминатор, счетчик. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ел с