Анализатор частотных характеристик Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частотных характеристик промышленных объектов, преимущественно области инфранизких частот.

Известны анализаторы частотных характеристик, содержащие возбудитель колебаний, измерительный блок, сумматор, делитель, блок управления и регистраторы 1.

Однако их быстродействие недостаточно, так как они обеспечивают усреднение результатов измерений только за фиксированное число периодов колебаний.

Цель изобретения - повышение быстродействия анализатора.

Эта цель достигается за счет того, что анализатор частотных характеристик , содержащий последовательно соединенные входной блок, измерительный блок, сумматор, управляемый делитель и регистратор, а также формирователь , подключенный к выходу входного блока, возбудитель, подключенный ко второму входу измерительного блока, второй регистратор, пороговое устройство и блок управления, связанный с выходами формирователя и порогового устройства и с управляющими

входами сумматора, формирователя и обоих регистраторов, дополнительно содержит счетчик периодов, включенный между выходом формирователя и входом порогового устройства, который соединен также со входом второ-го регистратора, при этом управляющий вход счетчика периодов подключен к одному из выходов блока управле10ния, а его второй выход соединен со вторым входом управляемого делителя.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Он содержит возбудитель 1, регистраторы 2 и 3, входной блок 4, измерительный блок 5, сумматор - блок суммирования последовательных данных - 6, упраляемый делитель 7, блок 8 управления, пороговое устройство 9,

20 формирователь 10 и счетчик 11 периодов. Возбудитель 1 колебаний соединен с внешним по отнояению к анализатору исследуемым объектом и создает в нем периодические колебания. Пе25риодический сигнал d исследуемого объекта, представляющий собой реакцию этого объекта на выходной сигнал возбудителя 1, поступает на вход анализатора, при необходимости смещается

30 на постоянную величину, усиливается

И очищается от высокочастотных и импульсных помех входным блоком 4, после чего поступает на измерительный блок 5 и на формирователь 10. Измерительный блок 5 измеряет какой-либо параметр колебаний, например амплитуду, за каждый после начала измерения период колебаний и передает результаты этих измерений в блок 6 суммирования последовательных данных последовательным кодом. Блок 6 .суммирования последовательных данных снабжен входом сброса и выполнен так, что при отсутствии сигнала сброса он суммирует поступающие импульсы последовательно во времени и передает образованную сумму на управляемый делитель 7. Управляемый делитель 7 снабжен входом установки коэффициента передачи, соединенным со счетчиком 11, и передает на свой выход входную величину с коэффициентом передачи, равным обратной величине числа, накопленного в счетчике 11. Регистраторы 2 и 3 кроме основного входа снабжены входом разрешения записи и содержат в себе регистры памяти и индикаторы. Формирователь 10 при наличии разрешающего сигнала, поступающего с блока 8 управления, формирует по одному импульсу в начальной фазе каждого периода колебаний и передает их на счетчик 11 и блок 8 управления. Блок 8 управления выполнен так, что сразу после нажатия оператором на кнопку запуска этого блока на формирователь 10 выдается разрешающий сигнал. На выходе блока 8 управления появляется сигнал сброса, который затем снимается с некоторой задержкой первым, следующим по времени после нажатия на кнопку импульсом, поступающим с формирователя 10, причем эта задержка достаточна для того, чтобы счетчик 11 не сосчитал этого первогоимпульса. При этом, каждый импульс, поступающий с -формирователя 10, кроме первого после нажатия на кнопку, приводит к появлению импульсного сигнала на выходе блока 8 управления, соединенном с входами разрешения перезаписи запоминающих регистров регистраторов 2 и 3. После же поступления сигнала с порогового устройства 9 выходные сигналы блокируются до нового нажатия на кнопку. образом, после нажатия на кнопку блока 8 управления до момента Ha4ajfia второго периода колебаний блок 6 су$1мирования , а в счетчике 11 оказывается, записанным число п 0. К началу второго периода колебаний в блоке 6 оказывается записанным результат измерения параметров колебаний за первый период колебаний В начале второго после нажатия на кнопку периода колебаний в счетчике 11 записано число п 1, в результате чего коэффициент передачи управляемого делителя 7 также равен единице, так что по сигналу разрешения пеpe3dnHCH, выданному затем блоком 8 управления на регистры регистраторов 2 и 3, в этих регистрах будут записаны и на индикаторах отобразятся соответственно результат измерения соответствующего параметра колебаний за один первый период колебаний и номер этого периода колебаний.

К моменту начала третьего после нажатия на кнопку периода колебаний в блоке б записана сумма результатов измерений параметров колебаний за первые два после нажатия на кнопку периода колебаний, а в счетчике 11 записано число 2, т.е. коэффициент передачи управляемого делителя 7 равен 1/2, в регистры памяти регистраторов 2 и 3 затем будут переписаны и индикаторами отображены соответственно параметр колебаний, усредненный по закону среднего арифметического за два первых после нажатия на кнопку периода колебаний и количество периодов усреднения, равное двум.

После окончания каждого нового периода колебаний с номером п, отсчитанным с момента нажатия на кнопку и не превышающем числа N, представляющего собой величину порога срабатывания порогового устройства 9 на отсчетьом устройстве регистратора 2 отображается соответствующий параметр колебаний, усредненный по закону среднего арифметического за п периодов колебаний, а на регистраторе 3 -.число п. При п N пороговое устройство 9 блокирует выходные разрешающие сигналы, в том числе разрешакяций сигнал для формирователя 10, поэтому до момента нового нажатия на кнопку действие формирователя 10 запрещено, выходное состояние счетчика 11 ке изменяется, сигнал разрешения на регистры регистраторов 2 и 3 не вьаделяются, следовательно, показания отсчетных устройств регистраторов 2 и 3 не изменяются.

Таким образом, максимальное число периодов ус зеднения равно N - порогу срабатывания порогового устройства 9 Анализатор может быть выполнен с любым достаточно большим для большинства применений максимальным числом периодов усреднения путем надлежащег выбора количественных характеристик порогового устройства 9, счетчика 11 и блока б суммирования данных. Предлагаемый анализатор в каждом цикле измерения, начинаемом оператором путем Нс1жатия соответствукяцей -кнопки, через каждый период исследуемых колебаний представляет на отсчетном устройстве результат измерения параметра колебаний, усредненного за последовательно и автоматически возрастающее число периодов колебаний, чем обеспечивает оператору возможность выбрать для каждого конкретного случая оптимальное время измерения, тогда как известные анализаторы имеют для каждой частоты колебаний определенное или установленное до начала измерений время измерения, которое для конкретного измерения не обязательно является оптимальным, следовательно, этот анализатор обладает по сравнению с известными большим быстродействием.

Формула изобретения

Анализатор частотных характеристик, содержащий последовательно соединенные входной блок, измерительный блок, сумматор, управляемый делитель и регистратор, а также формирователь подключенный к выходу входного блока возбудитель, подключенный ко второму входу измерительного блока, второй регистратор, пороговое устройство

и блок управления, связанный с выходами формирователя и порогового устройства и с управляющими входами сумматора, формирователя и обоих регистраторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он дополнительно содержит счетчик периодов, включенный между выходом формирователя и входом порогового устройства, который соединен также со входом второго регистратюра, при этом управляющий вход счетчика периодов подключен к одному из выходов блока управления, а его второй выход соединен со вторым входом управляемого делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пневматический анализатор частотных характеристик. Технический отчет Ленинградского специализированного управления треста Севзапмонтажавтоматика. Л., 1973, 3-73453.