Цифровое устройство для автоматической классификации экстремальных значений нагрузок и размахов между ними предназначено для проведения прочностных испытаний деталей машин.
Известны аналоговые и цифровые устройства, позволяющие определять экстремальные характеристики случайных процессов.
Известно устройство, использующее фильтры, позволяющие определять максимальные и минимальные значения из входных цифровых слов. В то же время при анализе нагруженности механических деталей значительный интерес представляет исследование всей совокупности экстремальных значений вне зависимости от их абсолютных значений. Известно устройство, носящее узко специальный характер, так как позволяет при но.мощи трансфлюксорного регистра и логической схемы выделять экстремальные значения из поступающих на вход цифровых сигналов. Требования к точности и иадежности подобных устройств вызывают необходимость использования во всем тракте преобразования исследуемого сигнала цифровых элементов и цифровой формы представления информации. Это определяет недостатки устройства, где производится определение максимального заряда емкости, и устройства, где используются для определения экстремумов ампли-|удные дискримииаторы.
Все эти устройства обладают кроме указанных еще некоторыми общими недостатками.
Они предусматривают регистрацию всех экстремумов без учета размаха между двумя соседними фиксируемыми значениями. Если нагрузка детали колеблется в небольших пределах около опреде.тенного уровня, то нроисходит занолнение регистров малоценной информацией, не отражающей фактический характер режима нагружекня. Кроме того, известно, что нсследован е режимов работы деталей машин только но экстремумам в ряде случаев дает завышенные по интенсивности режимы нагружения. Лучшие результаты могут быть получены нрн одновременном исследовании как экстремумов, так и размахов между ними.
Предложенное цифровое устройство нроизводит автоматический сбор и обработку информации о нагруженности деталей машин путе.м классификации экстремальных значе-НИИ нагрузок и размахов между ними. Причем регистрации подлежат не все значения экстремумов, а только такие, которые отличаются от ближайшего предыдущего значения не менее, чем на онределенную величину, которую в дальнейшем будем называть зоной
нечувствительное и. К достоинствам устройст3
ва можно отнести и то, что в нем процесс экстремумов и размахов совмещен с аналогоцифровым преобразованием сигнала, поступающего с тепзомоста.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Предлагаемое устройство содержит датчик 1, вынолиенный в виде тензомоста, нуль-орган 2, линейный декодирующий преобразователь (ЛДП) 3, генератор импульсов 4, схемы «PI 5 и 6, унравляюпше реверсивным счетчиком 7, формирующие элементы 8 и 9, схему «ИЛИ 10, элеме гг задержки 11, схему «И 12 - схему разрешения вывода информации, группу 13 схем «PI вывода кода экстремума, группу 14 схем «И вывода кода размаха между экстремумами, счетчик 15, дещифратор 16, схему «ИЛИ 17, триггер управления 18, блок 19 цифровых фильтров для анализа экстремумов, блок 20 цифровых фильтров для анализа размахов, грунпу накопительных счетчиков 21, группу накопительных счетчиков 22 и группу переключателей 23 зопы нечувствительпости.
Иуль-орган 2 сравнивает значение сигнала, нропорциопалыюго значению нагруженности детали, снимаемого с диагонали тензомоста, с сигналом, фо змируемым ЛДИ, который пропорционален коду реверсивного счетчика 7. В реверсивном счетчике импульсы от генератора имнульсов 4 суммнруются или вычитаются в зависимости от соотношения сигналов тепзомоста и ЛДИ. Если компепсирующий сигнал с ЛДИ меньше, чем сигнал с тепзомоста, то открыта схема «И 6, и в реверсивном счетчике 7 импульсы от генератора импульсов 4 суммируются (если комненсирующий сигнал больше, импульсы в реверсивном счетчике от генератора импульсов вычитаются). Формирующие элементы 8 и 9 формируют короткие имнульсы в моменты перехода от режима су.ммироваиия к вычитанию или наоборот (т. е. в моменты перехода элементов 8 или 9 из «1 в «О). Эти импульсы выполняют роль сигналов, подаваемых на вывод информации из реверсивного счетчика, так как они формируются при переходе от суммировапия к вычитанию или наоборот, т. е. в момеиты перегибов кривой пагруженпости, то сформированный э этих случаях код соответствует экстремальным значениям нагруженпости.
Обязательиым условием вывода кода экстремума является открытое состояние схемы «И 12, которая получает один из входных сигналов от триггера управления 18. В момент появлепия очередного экстремума пагрузки из элементов 8 или 9 с пебольпюй задержкой в элементе задержки 11, достаточной для вывода информации, сбрасывается триггер управления 18 в нулевое состояние, и гасится счетчик 15 кода размахов. Импульсы от генератора импульсов 4 поступают одповременно в реверсивный счетчик 7 и счетчик 15 кода размахов. Следовательно, к моменту следующего экстремума нагрузки в этом счет4
чике окажется заннса1П1ым код разницы между двумя соседннАьч экстремумами, т. е. код размаха между экстремумами. Ио мере возрастания кода размаха на выходах дешифратора 16 прод1-;игается единица (т. е. счетчик 15 совместно с де1нифратором 16 образуют раснределитель).
Если очередной размах оказывается большим, чем предварительно установленная одним из переключателей 23 зона нечувствительности, единица на выходах дешифратора успеет дойти до замкнутого нереключателя. и триггер управлении 18 переведется в единичное состояние. Сигна.т, который появится па
выходе этого трип-ера, подготовит схему «И
12и, следовательно, в момент появления следуюн1его экстремума формирующие элементы 8 или 9 смогут послать имнульс вывода информации через схему «И 12 на группы схем
«И вывода кода экстремума и вывода кода размаха между экстремумами. Через группу
13выводится код очередного экстремума, а через группу 4 - код размаха между экстрему.мами.
Если же в процессе формирования кода размаха он окажется меньшим установленной зоны печувстви1ельиости, триггер управлепия 18 к момепту ноявлепия следующего экстремума не нерейдет в еднпичиое состояние, и формируюпше элементы 8 или 9 смогут через схему «И 12 послать сигнал па вывод информации. Ири этом счетчик 15 погасится, и в ием начHCTCSi процесс фо):мирования следующего кода размаха.
С выхода групп 13 и 14, соответственно, коды экстремумов и раз махов выводятся в блоки 19 и 20 цифровых фильтров для анализа экстремумов и размахов. Количество фильтров в каждом наборе соответствует числу
уровней, на которое разбиваются все значения экстремумов и размахов. Следовательно, блоки 19 и 20 разделяют все возможное множество экстремумов и размахов на ряд подмиожеств и управляют работой грунп накопительных счетчиков 21 и 22, в которых подсчитывается количество попаданий значений экстремумов и размахов в различные дианазоны. Показания этнх счетчиков позволяют получить характеристики распределепия вероятиостей
значений экстрему.люв и размахов.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновремеппо с процессом аналогодискретного преобразования информации о значениях нагруженности выделять экстремальные точки и размахи между экстремумами, регулировать в щироких пределах с разрешающей способпостью, равной щагу кваптовапия, зопу нечувствительиости, т. е. отсеивать малоинформагивиые экстремальные точки, появляющиеся в результате «дрожания значения нагрузки около определенного предела и имеющие малый размах между соседними экстремумами. Цифровая информация о экстремумах и раз: 1ахах может записываться
или обрабатываться в процессе измерений, папример, при помощи статистических анализаторов, состоящих из набора нифровых фильтров и иакопительиых регистров.
Предмет изобретения
Устройство для автоматической классификации нагрузок, состоящее из датчика, выиолнеппого в виде теизомоста, генератора импульсов, подключенного через две схемы «И к соответствуюишм входам реверсивного счетчика, выходами соединенного с линейным декодирующим преобразователем, выход которого подключен к нуль-органу, и блоков цифровых фильтров для анализа размахов и экстремумов, подключенных к группам накопительных счетчиков, отличающееся тем, что, с целью новыщения надежности устройства, в него введены два формирующих элемента, элемент задержки, триггер управлення, две схемы «ИЛИ, схема «И, две группы
схем «И вывода кода экстремума и вывода кода размаха между экстремумами, счетчик, дещифратор п группа переключателей зопы нечувствительности, причем выходы нуль-органа подключены к формирующим элементам, выходы которых через схему «ИЛИ подключены к нулевому входу триггера управлення и через схему «И, второй вход которого соединен с едииичным выходом триггера управления, соединены с грунпамн схем «И вывода кодов размахов и экстремумов, единичный вход триггера управления через группу переключателей зоны нечувствительности и дешифратор соединен с выходамн счетчика, счетный вход которого через схе:му «ИЛИ подключен к выходам схем «И, вторые входы которых соединены с нуль-органом, а вход сброса счетчика через элемент задержки и схему «ИЛР1 подключен к выходам формирующих элементов.
13
