Устройство для контроля и регистрации показателей работы транспортных средств Советский патент 1979 года по МПК G07C5/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И РЕГИСТР.ЛЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Цель изобретения -- повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор фиксированн1 1. частот, формирователь эталонных сигналов, переключатель, анализатор сигналов и блок управления. Выход генератора фиксированных частот подключен через формирователь эталонных сигналов ко вторым входам измерительны.х блоков, третьи входы и первые выходы которы.х соединены соответственно с выходами и входами блока иравления. Вторые выходы измерительных б.юков подключены через переключатель ко входу анализатора сигналов.

Каждый измерительный блок содержит тензоусилитель, блок перегрузки, ре.че времени и нять частотных каналов, входы котоpi)ix соединены с выходом тензоусилителя- и блоком перегрузки. Каждый частотный кана.1 содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель, детектор, квадратор, преобразователь «(напряжение-частота, элемент И, расп)иритель импульсов, усилитель .мощности и счетчик, выход детектора импульсов, усилитель мощности и счетчик, выход .детектора каждого канала соединен со входом блока перегрузки, второй п.чол -;лсмеита И каждого канала соединен с выходо.м реле времени. В.ход тензоусилителя, входы частотны.х каналов, вход реле времени и выходы счетчиков еоединены соответственно с первым, вторым, третьим входами и выходом измерительного) блока.

На фиг. I представлена структурная электрическая схема систе.мы контро.чя и регистрации показателей работы транспортных средств; на (риг. 2 показана структурная схема одного из вариа(ггов выполнения многоканального измерительного прибора; на фиг. 3 приведены эпюры напряжений генератора фиксированных частот и формирователя эталонных сигналов, В1 п олняюших дина.мическую тарировку устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит три датчика 1, три из.мерительных блока 2, блок 3 управле П1Я, геператор 4 фиксированпых частот, формирователь 5 эталонных сигналов, переключатель б и анализатор 7 сигналов. Переключатель 6 имеет три входа 8-10 и общий выход, причем выход генератора 4 подключен ко входу фор.мирователя 5, каждый измерительный блок 2 одни.м из сйоих выходов соединен через переключатель 6 со входом анализатора сигналов 7, другим - со входом блока управления 3, три выхода которого соединены с управляюпдими входами из.мерительных блоков 2, информационный вход каждого из которых соединен со своим датчиком 1, а тарировочный вход - с соответствующим выходом формирователя эталонных сигналов 5.

Датчик 1 преобразует механическую величину (ускорение, скорость/ деформацию и т. д.) узлов и деталей транспортной .мащины в электрический сигнал. Измерительный прибор 2 обеспечивает усиление этого сигнала на несущей частоте, фильтрацию, преобразование и обработку его в пяти частотных (октавных) каналах со среднегео.метрическими .значениями частот 1, 2, 4, 8 и 16 ГЦ, а также регистрацию результата из.мерения в каждом канале на свой электро.механический счетчик.

В еостав каждого измерительного прибора (фиг. 2) входит тензоуеилитель 11, вход которого соединяется с датчиком 1, а выход - со входами пяти частотных каналов и с общи.м индикатором нерегрузки 12. Каждый частотный канал содержит последовательно соединенные между собой полосовой (октавный) фильтр 13, настроенный на свою частотную полосу. усилите.1ь 14. детектор 15, квадратор 16,преобразователь «нанряжение----частота 17, элемент И 18. рас1иирите;П) и.мнульсов 19, усилитель мошпости 20 и счетчик 2i. Кроме того, детектор 15 свои.м выходом соединен с индикаторо. пе)егрузкп 22. Pe;ie времени 23 входом 24 соединено с б.чоком управлен.ия. выход времени соединен со вторыми входами эле.ментов И 18 частотных каналов. Выход каждого полосового фильтра 13 соединен с клеммой 26, и цифрой 27 обозначен дополнительный вход измерительного блока.

Блок 3 управления нредназначен для привязки измерительных блоков 2 к единому началу отсчета, их балансировки, установки «нулей и контроля питающих напряжений.

Блок динамической тарировки вырабатывает электрический сигнал, по форме совпадающий с нанряжение.м, получае.мым на выходе тензоусилителя II (фиг. 3) при работе. Он состоит из генератора, вырабатывающего еинусоидальные колебания с фиксированными частотами (сигнал 25, фиг. 3) на 1, 2, 4, 8 и 16 Гц, и формирователя эталонного сигнала, вырабатывающего эталонный сигнал (сигнал 26, фиг. 3). Выход формирователя соединяется с тарировочным входом каждого измерительного блока. Применение блока динамической, тарировки позволяет повысить точность измерения благодаря учету всех факторов, влияющих на передаточную характеристику измерительных трактов прибора.

Анализатор 7 электрических сигналов

предназначен для анализа исследуемых электричееких сигналов и измерения их параметров. Он состоит из дискретного

осциллографа и. устройства для измерения дифференциального закона распределения.

Устройство работает следующим образом. При движении транспортного средства датчики 1 вырабатывают электрические сигналы, амплитуда которых изменяется в зависимости от изменения измеряемой величины. Эти сигналы поступают на измерительные блоки 2, в каждом из которых (фиг. 2) сигнал подается на тензоусилитель 11. Этот сигнал усиливается тензоусилителем 11 на несущей частоте, демодулируется им и подается на полосовые фильтры 13, настроенные на соответствующие октавные полосы. Выделенные полосовыми фильтрами полезные сигналы усиливаются на несущей частоте ycИv итeлями 14 и подаются на детекторы 15. В качестве детекторов используется двухполупериодные выпрямители. Выпрямленные сигналы с детекторов 15 подаются на квадраторы 16 (варисторы с квадратичной вольт-амперной характеристикой), а затем на преобразователи «напряжение-частота 17. На выходе преобразователей формируется импульсная последовательность, частота следования импульсов которой изменяется в соответствии с изменением амплитуды сигнала на их входах. Эти импульсы проходят через элементы И 18 (при наличии разрещающего потенциала с реле времени 23) на входы расширителей импульсов 13. Расщиренные импульсы далее усиливаются усилителем мощности 20 и подсчитываются счетчиком 21 в десятичной системе счисления. Реле времени 23 определяет длительность измерения. Кроме того, сигналы .с тензоусилителя 11 и с детектора 15 подаются на индикаторы перегрузки 12 и 22, пороги срабатывания которых выбираются в соответствии с динамическими амплитудными диапазонами тензоусилителя и частотных каналов. При превыщении порога срабатывания индикаторов перегрузки загорается соответствующий светодиод, сигнализирующий о перегрузке.

Результаты измерений регистрируются на счетчиках 21 в десятичной системе счисления. Зарегистрированные числа пропорциональны интегралу от квадрата значения измеряемого параметра в данном частотном канале,- z/ . , i

NI Kt j , где N( - показания i-того счетчика; KL - тарировочный коэффициент; Т - время измерения; xi (t) -измеряемый параметр.

В совокупности показания счетчиков 21 измерительного блока 2 характеризуют качественное распределение энергии (спектр мощности) исследуемого параметра в частотных октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8 и 16 гп.

Работает тарировочное устройство следующим образом. Напряжение одной из фиксированных частот (1, 2, 4, 8 или 16 гц) от генератора 4 синусоидальных колебаний поступает на формирователь 5 эталонных сигналов, который вырабатывает прямоугольные импульсы типа меандр без постоянной составляющей. Амплитуда этих импульсов пропорциональна амплитуде входного синусоидального сигнала, а фаза напряжения 26 (фиг. 3) изменяется скачком на 180 при переходе синусоиды через нуль. Амплитуда сигнала на выходе формирователя 5 регулируется изменением амплитуды синусоидального сигнала генератора 4. Зная чувствительность используемого датчика 1, можно проградуировать значения эталонного сигнала в единицах измеряемого параметра, что позволяет тарировать измерительные блоки 2.

Тарировку измерительных блоков 2 выполняют после рабочего заезда, при одном и том же усилении. Она заключается

0 в задании ряда значений амплитуды тарировочного сигнала на входе многоканального устройства и снятии показаний счетчиков 21, соответствующих этим амплитудам. Тарировка может проводится в полном объеме, когда снимается тарировочная характеристика во всем динамическом диапазоне для каждого из пяти каналов измерительного блока, или в частичном объеме, когда тарировочная кривая строится в ограниченной области динамического диапазона по несв кольким точкам. При этом передаточная характиристика каждого канала измерительного блока не обязательно должна проходить через начало координат.

Обычно нет необходимости снимать полную тарировочную характеристику во всем динамическом диапазоне амплитуд. Достаточно снять участок характеристики в области рабочих амплитуд. В этом случае оператор устанавливает на генераторе 4 синусоидальных колебаний одну из фиксирован0ных частот (например, 1 гц), задает какоелибо значение амплитуды эталонного сигнала, включает измерительный блок 2 на время, равное времени рабочего заезда, и делает отсчет показаний по счетчику 21. За5давая несколько значений амплитуд эталонного сигнала, получают ряд отсчетов на счетчике 21. По этим данным строится участок тарировочной кривой. Используя эту кривую, и отсчет, полученный во время рабочего заезда для этого же частотного диапазона

в (1 гц), определяют значение измеряемой физической величины. Аналогично поступают при снятии тарировочной кривой и определении результата измерений для остальных частотных каналов.

Анализатор 7 сигналов позволяет расщирить возможности таких систем по исследованию процессов в деталях и узлах транспортных мащин. С помощью переключателя

6 oil может гк очерсдно подключаться к выxojUiM 8, 9. и 10 измерительных блоков. В анализаторе 7 сигиал вначале иолается на осциллограф. Наблюдая его на экране, онератор подбирает такое усиление, чтобы совместить динамический дианазои исследуемого С11гна,1а с динамическим диапазоном ycT)()iicTKa для измерения дифференциального закона распределения, а затем 1юдклк чает носледннй ко входу анализатора. Об окончат процесса измерения сигнализирует светодиод: при на экране осцнлло|-рафа высвечивается в виде точек кривая диффе1)енпиалы1ого закона распределення.

Экономический эффект от использования нредложенпого устройства обусловлен

BbiHie его техническими преиуказаннымиммпествами.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля и регистраНИИ показателей работы транспортных средств, содержапдее датчики, выходы которых подключены к первым входам измерительных блоков, отличающееся тем, что, с келью новышения точности устройства, в него введены генератор фиксированных частот, (Ьормирователь эталонных сигналов, переключатель, анализатор сигналов и блок унравления, выход генератора фиксированных частот нодключен через формирователь эта.юнных сигналов ко вторым входам измерительных блоков, третьи входы и первые выходы которых соединены соответетвенно с выходами и входами блока управления, вторые выходы измерительных блоков подключены через переключатель ко входу анализатора сигналов.

2. Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, каждый измерительный блок содержит тензоусилители, блок перегрузки, реле време-ни и пять частотных каналов, входы которых соединены с выходом тензоусилителя И блоком перегрузки, каждый частотный канал содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель, детектор, квадратор, преобразователь «напряжение-частота, элемент И, расширитель импульсов, усилитель мощности и счетчик, выход детектора каждого канала соединен со входом блока перегрузки, второй вход

элемента И каждого канала соединен с выходом реле времени, вход тензоусилителя, входы частотных каналов, вход реле времени и выходы счетчика соединены соответственно с нервы.м, вторым, третьим входами и выходами измерительного блока.

Источники, инфор.мации, принятые во вни мание при экспертизе

1.Вильперт К. И. и др. Некоторые вопросы статистического анализа колебаний автомобиля, «Автомобильная нромышленность иЧо 4, 1965.

2.Заявка № 2347609/18-24, G 07 С 5/10, 12.04.76, по которой принято решение о выдаче авторского св.идетельства.

25

и 26