Цифровой измеритель энергии ударного импульса Советский патент 1978 года по МПК G01L3/00 

Изобретен 1е относится к силоизмеритслышй те.х.нике :i может быть использовано для измерения энергии ударного импульса. Известные устройства для измерения па раметров ударного импульса, содержащие преобразователь удара в электрический сигнал, .подключенный через предварительный усил1 тель и фильтр к операционному усилителю, источники опорното и эталонного напряжений и счетно-измерительный блок, выполненный в виде пересчетного устройства, к одному в.ходу которого через ключ подключен кварцевый генератор олориой частоты, а к вы.ходу лересчетного устройства подключены в.ходы регистра памяти, выход которого соединен с индикатором, имеют недостаточную точность измерения. Цель )зобретения - повышение точности измерения энергии ударного импульса. Для этого предлагаемый пифровой измеритель эиергпи ударного импульса онабжен нуль-орга.нами, интегратором, формирователями переднего и заднего фронтов имлульса, двумя триггера ми с раздельными входами, фор.мпрователями импульса сброса и импульса перезаписи и клгочами, выход операционного усилителя подключен к первому входу интеграTOipa и к одному входу первого нуль-органа, к второму входу которого 1подключен источник опорного напряжения, а выход первого нуль-органа соединен с входами формирователей переднего и яаднего фронтов импульса и через ключ с вторым входом интегратора, этом выход форм1фователя перед:1его фропта импульса соединен с одним входом первого триггера и с вхо.том формирователя импульса сброса, выход которого соединен с пересчетным устройством счетно-измерительного блока, а выход формирователя заднего фронта соединен с первым входом второго триггера, к вторым входам первого и второго триггеров подключены выход второго нуль-органа через формирователь заднего фронта импульса и зход формирователя импульса перезапис, выход которого соединен с общим входом регистра памяти счетно-пзмерительного блока, а зход второго нуль-органа через ключ соединен с выходом интегратора, а выход первого триггера соединен с третьим входом интегратора, с четвертым входом которого через ключ соединен выход вто-рого триггера, соединенного также с улравляюпшм входом ключа счетно-измерительного блока.

На . 1 при.ведена схема описызасяого цпфрозсго измерителя; на фиг. 2 -- , пэясняющие работу цифрового измерителя {а-л).

Цифровой из.мэритель энертии удариого пмиульса соде-рж т преобразователь / удара в элскт-)ически 1 сигнал, предварительный усилитель 2, фильтр 3, оиепаииоалый -силитель /, интегратор 5 с сохранением -нуля па выхоае при отсутствии сигнала на входе, нуль-органы 6 i: 7, формировате.п: 8 ji 9 заднего фронта имиульса, форми.розатель 10 иереднего . фронта имиу.чьса, т:::иггеры // и /2 с раздельными в.хода.ми, (Ьормирэватсль 13 импульса сброса, форм;:.рсзатель импульса Перезал.иси, ключи 15, 16 и 17, источники 18 и 19 опорного и эталонного напряжений, счетно-измеритгльный блок 20, содержаи1ий иересчетипе устр01 ство 21, ретПСТр 22 памяти, ключ 2j, кзамдевый гснерато.р 24 опорной частоты и индикатор 25. Интегратор 5 выг10Л :ен из .интгг:1ир чои,его операииоипого у с и.;и те л я 26 и ключей 27 и 25.

При Произведении механического д;1; :ка вы.ходе преобразователя / нояз/ яегся и.мпульсиый электрический сигнал, KOTopisiiчерез 1предвар ггельный усилитель 2, сл кащий для согласования выходного соп отивлс1;ия преобразователя / с ,1П зкоомнь ч входом послед юш,их каскадов к г;редва; ;те.:ьного силеиия .та, поступает на ф 1льтр 3. Фильтр 5 .служит для исключения высокочастотных составляющих нмиу.тьского сигнала, искажающих форму удаоного ал;П льса, Сигнал -на выходе фильтр.а Илгеет вид, показанный,па . 2,а. Этот сигнал поступает на переключаюпи1Йся операционныГ: силитель 4, где т11ливается до величины, иеобходимой для даль-неГппей обработки сигнала. С выхода операппониого силителя 4 имп льсиый сигна/ отрицательной иолярлости поступает i;a нуль-орган 6 на вхо.д интегратора 5, На выходе ;у ль-о,р,гана 6 в зависимости от величины наипяжеиия псточи:ика 18 onoipnoro иапояу сния фор|Ми:руется прямоугольный импульс длительностью TI (см, фиг. 2,6). Имна ключ 15 и па формирователи S и 10 з днего и переднего фронтов пм.пульса, Маиряжение сигнала на выходе ключа /5 и на выходах формирователей 10 и 8 показано соответственно па фиг, 2,е; 2,г, 2,о. ,.м с формирователя 10 передне1о фронта пмиульса 0:И|рокидывается триггер // и кл очп 27 и 28 разрывают иепь удержания в HiiTcrpaTope 5. Сигнал на выходе тпитеоа II показан на фиг. 2.е. Одновременно формирователь 13 1 млульеа сброса устан.Г:лвает все TDisrieptDt переечетного АС1ройст1за 2/ счетно-.измерительного блока 20 Q непво.начальное состояние. На вход плтегратора 5 начинает ло ступать пзмеряе., сигнал ударного И1.мпульса, На выходе интегратооа

(см. сЬ ;г. 2.ТГС). Одновременно

с огкл10че;{ ел; ключей 27 и 2-5 Tpiirrep И огключает ключ 17 v. самым подает сигнал с интегратора 5 а 1{ ль-опган 7, нап яжение на выходе к;)топого показано на фиг. 2.3. При иоохожде; ;н импульса с н;/льоргана 6 ключ /5 закрывается. Но зад1;ему (j)o:-:r Шль-орга.на 6 оирокидывается /2 и подает на интегратор 5 наиряжен:::;, иоотивоноложное сигналу с силителя ноляолости (см. фиг. 2.с). Одновременно трнггер /2 открывает ключ 23 счетно-изме::)11тельного блока 20 и в пересчетное стройство 21 начинают иоступать имл;/льсы с генератора 24 опорной ча-стоты. В это время напряжение на выходе :иитегратора 5 Начинает спадать до н}ля (см. фиг, .ж-). Как голько напряжение на выходе интегратопа 5 достигнет , нуль-орган 7 опрокиг;ется, и.мпульс с формирователя 9 его заднего фро1:та оиоокп ет триггеры // и 12, пр;; этом имл льсы счета ;;е пОСТ пают в перее етнзе устройство 2/, ключи 27, 28, 15, 17 нереходлт з прежнее состояние, ключ 16 больше не подает эталонное напряжение от петочннка 19 на ппегратор 5. Формирователь 9 фронт- импульса нуль-органа 7 выдает в формирователь 14 :пvльca псрезаниси. Нмитльс перезаписи, подает команды гегнстоам 22 памяти на запоминание рез/льтатоБ, накопивщихся з дересчетном устройстве 21, и индикато.р 25 показывает велпч) энзргпп дара до по;:хода елсд ЮН1его дарного импгдьса.

с п п я

Цифровой зл1ернтель Э1;еог п: хдарного гмгпльеа, со держал; и и Преобоазозатель удара в эдектрнчеекнй спгпал, подключенный через нреД:ва:ягге,1ьный лтилитель и фильтр к оиерацнонному усилителю. 1 сточ: нкн опорного i эталоиного наи )я 1;епии и сче7 ;о-измерительчь й б;:ок, выполнен;1ый : вИДе не:еечетио.го устройства, к одному

цезьп генерато.р onopnoi частоты, а к зыходу иересчетного устройства подключепы входы регистра памяти, выход которого соединен е индикатором, о т л и ч а ю П; и и с я тем, чтз, с иетью :овыи:ения точности измерения энергии дао:чого имп льса, он снабжен двумя нуль-органами, интегратором, формпразателями переднего и заднего фронтов и лульеа, двумя триггерами с разлvтьны н входами, форл ирозателями ITMпу;л :а сброса п лмпульеа перезаппсп и ключами, при-ijM выход операнпониого усилителя подключен к первому входу лнтеграюра и к одному .входу первого нуль-органа, к второму входу которого подключен источ:{нк опорного пап ряже ия, г выход первого нуль-органа соединен с .входами форми.рователен переднего и заднего фронтов импульса и чбрез ключ с вторым входом интегратора, при этом выход .формирователя переднего фронта импульса соединен с одним входом первого триггера и с входом формирователя импульса сброса, выход коTODoro соединен с пересчетным устройством счетно-измерительного блока, а выход фор;мнравателя заднего фронта соединен с первым входом второго триггера, к вторым входам .первого и второго триггеров подключены выход второго нуль-органа через

формирователь заднего фронта импульса и вход форм:ирователя импульса перезаписи, выход которого соединен с общим входом регпст::а памяти счетно-измерительного блока, а вход второго нуль-органа через клю-ч соединен с выходом интегратора, а зыход первого триггера соединен с третьим входом интегратора, с четвертым входом которого через ключ соединен выход второго триггера, соединенного также с управляющим входом ключа счетно-измерительного блока.