Д/
Г
Введеиие чйСла п лозволЯет упростить измерения И -п-овьюить их разрешающую стюсобность в диапазо ие измеряемых величин, таач как это число п устанавливается в процессе иЗМерений авто-матичесиш счетчиком импульсо,в. Для определения логарифмического де;креме гта затухаиия б требуется иределыш короткое время Д/, чем и обусла вливается быстродействие предлагаемого уст;)ойства. Одпако это время не может быть бесхонечиыМ малым так как для определения производной
--., необходимо рЯСлолагать (.ка/х миниму-м)
дву.мя точками на огибающей ударно-возбужденных колебаний.
Не формируя огибающей кал танковой (ие производя дете;ктиро,ваиия колебаний, хотя подобная операция необходима при исследоваКНи низкодобротпых систем), в. качестве опорных точек можно иапользовать экстремальные точки ударно-возбужденных колебаний, на-нример иервый ма.ксимум и первый минимум :Или лер1Вый и второй максимумы и т. д., ири этом время, требуемое для измерения ироизводной, составляет соответствет по
Т
Д/ -- или Д/ Г и т. д.
При измерениях параметров низкодобротных систем, особенно когда тангенс угла потерь близо;к iK едииице, даже тфи столь маЛ0iм Д/ ощущается погрешность определения производной в связи с неточностью выполнения условия 1И;Змерения ее ;в начальный момент Времени (t -/ to) и неточностью аппрокоимации огибающей хордой иа участке, заключенном, например, шелсду перВым максимумом и .первым -минимумом ударно-.возбужденных колебаниях.
Величииы отмеченных составляющих погрешности измерения могут быть снижены, если осущесрв1ить предварительную обработку, иапример диффереициро.ваиие ло времеии несущей с последующим форм,ированием огибающей ударно-возбужденных колебаний исследуемых систем. Формируя огибающую, например, лутам детектировалия .колебаний с использовалием лредварительного дифференцироваляя лесущей время, требуемое для определения лроизводной, -может быть существелно сокращено и число п можно выбрать меньше 0,25, что лозволяет повысить разрешающую способность, а, следовательно, и точность (Измерений параметров, в особенности визкодобротных Колебательных систем.
На фиг. 1 приведена структурлая электрическая схема устройства для измерения логарифмического декремента затухания; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип измерелий и работы устройства.
Устройство содержит исследуемую колебательную систему 1, схему 2 ударного возбуждения колебаний, бло-к 3 обработки несущей и форМироваиия огибающей, блок 4 измерения производной по времени от огибающей ударновозбужденных 1колебаний, включающий в себя 5 два силхронных демодулятора 5, 6 м решающий усилитель 7, бло1к 8 формирования импульсов управления, счетчик 9 имлульсов и индикатор 10.
Нри ударном возбуждепии имлульсом, вырабатываемым схемой 2 (фиг. 2,а) IB исследуемой колебательной системе / во времени i возиикают затухающие -колебания (фиг. 2,6). В бло:ке 3 лроизводится обработка несущей, состоящая в дифференцировании по времени
5 огибающей (фиг. 2,6, кривая Б) и двухиолупериодном Вьтрямлении без фильтрации и с фильтрацией при формировании. Р1з лолуче ных и-мпульсов одной полярности ла выходах блока 3 ,в форМИрователе 8 в момелты време0 ли, соответствующие экстремальным точкам кривых А и Б раздельно для одной и другой формируют корот1кие импульсы стандартной амллитуды и длительности (фиг. 2,б, г), которые лосле дополнительной обработки используются для управления синхронных демодуляторов 5 и 5 блока измерения производной. Силхролный демодулятор 5 управляется соответствующие импульсом в зависимости от того, 1продиффере1щированная или непро0 дифференцированная (соответствбнло кривая Б и А) лесуп ая подаются на лего с аыходсз блока 3. Для управления синхронным демодуляторО1М 6 вырабатываются аналогичные имлульсы ла той же последовательности с
5 помощью счетчика 9 ил1лульсов, осуществляющего иеобходимый временной сдвиг имлульса управления (фиг. 2,е, штриховая линия) относительно начала отсчета. В блоке измерелия производиой с ломощью оинхронлых демодуляторов 5 и 6 лакалливается и запоминается информация об амллитуде импульсов ударно-возбужденных -колебаний IB соответствующие моменты времени, а затем в решающем усилителе обрабатывается эта информа5 ция, налример вычитается.
-Получе1гное лриращение -напряжения , за соответствующий лромежуток времени Д пТ (фиг. 2,6) лоступает для отсчета па ллдикатор 10, лом-имо этого ла индикатор ло0 ступают также импульсы со счетчика 9 импульсов. Но окончалил -прохождения И1мпульса схемы 2 ударного -возбуждения колебаний накопленная информация в демодуляторах 5, 6 частично -считывается, счетчик 9 И1млульсов
5 возвращается В исходное состояние, а устройство готово к следующему циклу измерений. Если в качестве индикаторного устройства ислользовать осциллоскоп и дополнительно генератор имлульсоз с -калиброванной дли0 тельно-стью импульсов, то сущн-ость измерений можно изложить следующи-м образом.
На вход канала вертикального отклонения осциллографа индикатора с выхода блока 3 подается сформированная огибающая (фиг.
2,ж) ударло-возбужденных колебаний, передним фронтом импульса возбуждения запускается раз1вертка. С другого выхода блока 3 на модулятор индикатора подается импульс (фиг. 2,з), полученный аналогично импульсам, ноказаннь,м па фяг. 1,3,6, и на экране часть огибающей, соответствующая длительности этого импульса, равной, например, Дс -т-, в начальный .момвпт времени затемняется. Одновременно передни.м фронто-м нмпульса (фиг. 2,3 синхронизируется вспомогательный генератор импульсов, длительность импульса .которого (фиг. 2,wj регулируется в пределах длительности и.мпульса (фиг. 1,3). Подавая этот симпульс на модулятор осциллоскопа в прот1ивоположной полярности относительно импульса (фиг. 2,3J и регулируя его длительность до получения на экране непрерывного изображения огибающей, отмечается по лим:бу генератора импульсов длительность импульса (фиг. 2,з). Затем, уманьщая в соответствующее число раз длительность импульса (фиг. 2,и) до получения :необходимого числа п, на экране осциллоскопа возникает огибающая (фиг. 2,ж) с четким очертанием подлежащей исследованию части. Измеряя амплитуду Urn и приращение At/m огибающей, по формуле (1) с учетом установленного числа п определяется искомый параметр. Верхний предел но б может достнгнуть несколько единиц (колебательный процесс вырождается в апериодический) с ириемлемой степенью точности измерений, что не достижимо с помощью других устройств, аналогичных предложенному. При измерениях иараметрОВ высокодобротных систем возникают трудности фиксации разности двух амплитуд колебаний, следующих одно за другим, однако в предлагаемом устройстве (за счет уменьщения быстродействия измерений) нутем измене;1ня числа п, которое в зависимости от допустимой погрещности может варьироваться в щироких пределах, этого не происходит. Формула изобретения 1. Устройство для измереиия логарифмического декремента затухания колебательных систем, содержащее блок ударного возбуждения колебаний, бло1К формирования имнульсов упразлен 1я и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точпостп и расширения пределов измерения, в него введены счетчи к импульсов, входы которого соединены с блоком ударного возбуждения ц блоком формирования импульсов управления, а выходы - с входом последнего и индикатора и последовательно соединенные блок обработки несущей ,и формирования огибающей и блок измерения производной, причем один из выходов блока обработки пееущей И формирования огибающей соединен с |блокОМ формирования импульсов управления, а другие входы блока измерения производной соединены с блоком ударного возбуждения колебаний и блоком формирования имнульсов управления. 2. Устройство по п. 1, о т л п ч а ю щ е е с я тел1, что блок измерения производной состоит из двух синхронных демодуляторов, выходы которых соединены с входам и рещающего усилителя, выход которого соединен с индикатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения; 1.Патент США 3163818, кл. 324-57, 1964 г. 2.Журнал «Приборы и системы управления, Ло 1, 1974, стр. 48-49.
71
