Устройство для измерения и регистрации ударных процессов Советский патент 1979 года по МПК G01R13/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ УДАРНЫХ ПРОЦЕССОВ

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и регистрации однократных механических ударных процессов.

Известны устройства для измерения и регистрации ударных процессов, содержащие первичный измерительный преобразователь, согласующий усилитель, регистратор и блок запуска |1J. Область применения этих устройств ограничена лабораторными условиями из-за низкой механической прочности регистраторов, в качестве которых используются светолучевые или электронные осциллографы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, которое содержит последовательно включенные первичный измерительный преобразователь, согласующий усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) а также адресное запоминающее устройство последовательного типа (ЗУ), адресный вход которого подключен к тактовому выходу АЦП, преобразователь код-аналог, подключенный к выходу ЗУ; и блок запуска, один вход которого связан с выходом согласующего усилителя, и цепи переноса кода.

управляющий вход которых подключен к выходу блока запуска, выход - к информационному входу ЗУ, информационный вход - к выходу АЦП 2. Принцип работы этого устройства основан на выделении из входной зависимости :(t) участка, содержащего искомый импульсный процесс, и его регистрации в ЗУ. Выделение регистрируемого участка входного сигнала осуществляется с помощью блока запуска, вырабатывающего управляющий сигнал при достижении входным сигналом (передним фронтом импульса) фиксированного порога запуска. Порог запуска в известном устройстве устанавливают не автоматически в процессе работы, а заранее перед проведением измере5 НИИ в зависимости от ожидаемого уровня вибрационного фона. Порог запуска устанавливают таким, чтобы искомый импульсный процесс смог запустить устройство, а все остальные процессы не смогли этого сделать. Таким образом, в известном устройстве неправильная установка уровня запуска может привести к ложному запуску устройства, в результате чего импульсный процесс может оказаться незарегистрированным. Такая возможность существует всегда, поскольку предсказать точный уровень вибрационных помех для данного случая измерений не представляется возможным в силу случайного характера вибрационных помех.

Цель изобретения заключается в повышении надежности регистрации ударных процессов. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что в него введен блок управления режимом записи, включенный между адресным входом и входом управления запись/считывание запоминающего устройства, а выход преобразователя код-аналог связан со вторым входом блока запуска.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства, один из вариантов выполнения.

Оно содержит первичный измерительный преобразователь 1, сопасующий усилитель 2, АЦП 3, цепи 4 переноса кода, адресное запоминающее устройство 5, преобразователь 6 код-аналог, блок 7 запуска, детекторы 8 и 9 и блок 10 управления режимом записи. Преобразователь 1, усилитель 2 и АЦП 3 соединены последовательно. Тактовый выход АЦП 3 подключен к адресному входу ЗУ 5, а основной выход АЦП 3 - к одному из входов цепей 4 переноса кода, к управляющему входу цепей 4 подключен выход блока запуска, а выход цепей 4 подключен к информационному входу ЗУ 5. Между адресным входом ЗУ 5 и его входом управления запись/считывание включен блок 10 управления режимом записи. Детектор 8 включен между входом АЦП 3 и одним из входов блока 7. Вход детектора 9 подключен к выходу преобразователя код-аналог, а его выход - ко второму входу блока 7. Детекторы 8 и 9 предназначены для приведения к одной полярности сигналов на входах блока 7 и могут отсутствовать, если их функции выполняет блок 7. Запоминающее устройство 5 выполнено как адресное ЗУ последовательного типа, у которого переключение адресов осуществляется при поступлении тактовых импульсов на адресный вход, причем при поступлении одного импульса выбирается очередной адрес; очередность выбора адресов заранее определена конструкцией ЗУ и не может быть произвольной. Блок 10 управления режимом записи, включенный между адресным входом и входом управления запись/считывание ЗУ 5 предназначен для двухтактного изменения режима работы ЗУ 5 при поступлении одного импульса на его адресный вход (сначала - считывание, а затем -запись) .

Механический процесс превращается преобразовата1ем 1 в электрический сигнал, который нормируется по величине и частотному диапазону согласующим усилителем 2 и поступает на вход АЦП 3. За один такт работы АЦП 3 на его выходе формируется код, соответствующий величине входного сигнала в данный момент времени, который поступает на один вход цепей 4 переноса кода. Одновременно тактовый импульс АЦП 3 поступает на адресный вход ЗУ 5 и выбирает очередной адрес. По началу этого же импульса блок 10 устанавливает ЗУ 5 в режим считывания. Если сигнал на первом входе блока запуска превыщает величину сигнала на втором его входе, то блок запуска срабатывает, и цепи 4 пропускают на вход ЗУ 5 код АЦП 3, одновременно блок 10 изменяет режим работы ЗУ 5 на запись. При несрабатывании блока 7 в ЗУ 5 по данному адресу сохраняется прежняя информация.

Указанный режим сортировки кодов на входе ЗУ 5 осуществляется для каждого такта работы АЦП 3. При этом в первом цикле перебора адресов ЗУ 5 с первого до последнего, когда ЗУ 5 находится в исходном (нулевом) состоянии, и выводимая с него информация равна О, в ЗУ 5 записывается информация, поступающая с АЦП 3. При втором цикле перебора адресов ЗУ 5 для каждого адреса осуществляется сравнение поступающей информации и записанной в ЗУ 5 на первом цикле работы. На третьем цикле происходит сравнение поступающей информации и отобранной на первом и втором циклах перебора адресов и т. д.

Таким образом, все выборки входного сигнала, в том числе и принадлежащие искомому импульсному процессу, проходят своеобразную проверку на входе ЗУ 5 на определение возможности попасть в его память. При этом в первом адресе ЗУ 5 выбирается максимальная выборка среди всех выборок, расположенных в .моменты обращения к первому адресу, во втором - среди всех выборок, расположенных в моменты обращения ко второму адресу и т. д. Поскольку импульсный процесс превышает уровень фона, то совокупность этих максимальных выборок, зарегистрированных в ЗУ 5, представляет зависимость импульсного процесса во времени. Уровень, выще которого регистрируется импульс, определяется реальным уровнем фона с данном конкретном случае измерения.

При регистрации однократных процессов произвольной формы, характеризующихся вероятностным расположением на заданном интервале времени и отсутствием помех, эти процессы в любом случае попадают в память и регистрируются, начиная с нулевого уровня.

Для регистрации импульсного процесса необходимо, чтобы число ячеек памяти было больще числа выборок, представляющих искомый импульсный процесс.

Как следует из принципа работы устройства, оно обеспечивает автоматическую установку уровня регистрации импульса в зависимости от реального уровня фона. При этом надежность работы устройства возрастает, а эксплуатация упрощается, так как достаточно неопределенная во многих случаях задача выбора наилучшего уровня запуска снимается с обслуживающего персонала при подготовке устройства к измерениям и возможность ложных запусков устройства исключается, Наибольщий эффект от применения предлагаемого устройства ожидается на начальных этапах испытаний, когда существует недостаточность сведений о регистрируемых процессах, при проведении уникальных дорогостоя1цих экспериментов, а также при осуществлении массовых дистанционных измерений, когда корректировка неправильной установки уровня запуска трудно осуществима. Формула изобретения Устройство для измерения и регистрации ударных процессов, содержащее последовательно включенные первичный измерительный преобразователь, согласующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, информационный выход которого соединен с информационным входом цепей переноса кода, а тактовый выход - с адресным входом запоминающего устройства, выход которого подключен к преобразователю коданалог, и блок запуска, первый вход которого связан с выходом согласующего усилителя, а выход подключен к управляющему входу цепей переноса кода, информационный выход которых соединен с информационным входом запоминающего устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности регистрации ударных процессов путем автоматизации установки уровня регистрации, в устройство введен блок управления режимом записи, включенный между адресным входом и входом управления запись/считывание запоминающего устройства, а выход преобразователя код-аналог связан со вторым входом блока запуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пелинец В. С. Измерение ударных ускорений. М., 1975, с. 182. 2.Tnudrup I.E. Digital recording of single event phenomena, Proc. . Congr. dcoust Budapest 1971, Vo. li, p. 489-492.