Самонастраивающийся измеритель собственной частоты механических колебаний Советский патент 1977 года по МПК G01H3/04 

1

Изобретение относится к измерению механических величин и может быть использовано для измерения собственной частоты колебаний механических деталей.

Известны устройства для определения соб-5 ственной частоты механических деталей З, основанные на использовании метода затухающих колебаний. В указанных устройствах для повышения точности применяют избирительные усилители, которые должны настраивать-io ся на частоту входного электрического сигнала, соответствующую частоте механических колебаний. Применение известных систем автоматической настройки, содержащих частотный дискриминатор и систему автоматичес- 15 кого регулирования параметров колебательного звена, при быстро затухающем характере процесса невозможно из-за инерционности частотного дискриминатора.

Наиболее близким техническим решением 20 является устройство для определения собственной частоты деталей методом, затухающих колебаний 2, Е котором осуществляется настройка избирательного уси.лителя на частоту механических колебаний. Оно содержит К

датчик, избирательный усилитель на основе RC-фильтра с двойным Т-образным мостом, схему управления, вентиль, первый счетчик импульсов, соединенные последовательно генератор счетных импуичьсов, связанный через делитель частоты с вентилем, второй счетчик и шульсов, первый вход которого соединен с генератором, второй вход - со схе мой совпадения, триггер-формирователь, вход которого соединен с выходом схемы совпадения, а выход с частотомером.

Однако известное устройство обладает низким быстродействием, так как настройка избирательного усилителя на измеряемую частоту производится в нем оператором за несколько циклов возбуждения детали.

Целью изобретения является повышение быстродействия настройки на измеряемую чатоту.

Это достигается тем, что устройство дополнительно снабжено регистром памяти, вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, а резисторы двойного Т-образного моста выполнены в виде цифровых управляемых сопротивлений, управляющи входы которых соединены с выходом регистра памят-и. Между расстройкой колебательной систем и регулирующим воздействием имеется стро гая, однозначная взаимосвязь, так как период собственных колебаний активных ров с двойными Т-образными мостами прямо пропоряионален значению сопротивлекий плеч моста. Это позволяет произвести автоматическую настройку на измеряемую частоту в течение одного периода исследуемого сигнала. На чертеже представлена схема устройства, содержащая датчик 1, преобразующий колебания детали в электрический сигнал, избирательный усилитель 2, в цепь обратной СЕЯВИ которого включен перестраиваемый двойной Т-образный v.ocT, схему управления 3, генератор счетных и.Шульсов 4, делитель частоты 5 с коэффициентом деления, равным двум вентиль 6, первый счетчик импульсов 7, схему совпадения- кодов 8, второй счетчик импульсов 9, триггер-формирователь 10, частотомер 11, регистр памяти 12, три цифровых управляемых сопротивления 13-15 Устройство работает следующим образом. Перед измерением избирательный усилитель 2 настроен на ожидаемую частоту измерения. При возбуждении колебаний в детали, например ударом, возникшие при этом свободные затухающие колебания детали преобразуются датчиком 1 в электрические сигналы и подаются на вход избирательного усилителя 2. Выходное напряжение избирательного усилителя 2 поступает на схему управления 3, которая осуществляет задержку измерения частоты на время, необходимое для окончани переходного процесса в детали после ее возбуждения, и открывает вентиль 6 на время, равное одному периоду исследуемого напряже ния, после чего схема управления 3 блокиру ется. Во время открытого состоягния вентиля 6счетные импульсы с выхода генератора счетньгх импульсов 4 через делитель частоть 5 с коэффициентом деления, равным двум, поступают на первый счетчик иъ/щупьсов 7. Число импульсов, поступивщее на этот счетчик пропорционально времени открытого состояния вентиля 6, т. е. периоду колебаний исследуемого напряжения. Кроме того, счетные импульсы Генератора счетных импульсов 4 поступают на вход второго счетчкка импульсов 9, который работает в непрерывном режиме. Выходы всех разрядов счетчиков 7и 9 подаются на схему совпадения кодов 8, на выходе которой появляется сигнал каждый раз, как только число импульсов Б счетчике 9 станет равно числу импульсов в счетчике 7. Сигнал с выхода совпадения кодов 8 устанавливает в нуль счетчик импульсов 9, после чего начинается новый цикл работы счетчика 9., Импульсы с выхода схемы совпадения кодов 8 подаются на счетный вход триггера--формирователя 10, а частота выходного напряжения триггера-формирователя 10 измеряется частотомером 11. Одновременно в процессе измерения частоты цифровой коя, зафиксированный в счетчике 7, и соответствующий периоду колебаний исследуемого Сйтнала, импульсом со схемы управления 3 переносится в регистр памяти 12. Последний устанавливает значения цифровых управляемых сопротивлений 13, 14 и 15, соответствующие скорректированному значению частоты настройки избирательного усилителя 2. Таким образом, при измерении частоты быстрозатухающих процессов предлагаемым устройством производится автоматическая настройка на измеряемую частоту исследуемого сигнала непосредственно в процессе измерения. Формула изобретения Самонастраивающийся измеритель собственной частоты механических кОоЛебаний, содержащий датчик, избирательный усилитель на основе PC -фильтра с двойным Т-образным мостом, схему управления, вентиль, первый счетчик импульсов, соединенные последовательно, генератор счетных импульсов, связанный через делитель честсты с вентилем, второй счетчик кмпульсов, первый вход которого соединен с генератором, второй вход - со схемой совпадения, триггер-формирователь, вход которого соединен с выходом схемы совпадения; а выход - с частотомером, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия настройки на измеряемую частоту, он регистром памяти, вход которого соединен с выходом первого счетчика иvm:yльcoв, а резисторы двойного Т-образного моста выполнены в виде цифровых управляемых сопротивлений, j-правляющие входы которых соединены с выходом регистра памяти. Источники информэдии, принятые во внимание при экспертизе: 1.Б, X. Кривицкий Автоматическое слежение за частотой Энергия, М,, 1974 г. 2.Авторское свидетельство СССР № 474698, &01 Н 11/СО, 1973 (прототип) ,