Цифровой измеритель удара Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании изделий на ударо прочность, удароустойчивость и при исследовании их на надежность. Известно устройство для цифрового измерения удара, содержащее пьезоэлектрический измерительный преобразователь, усилитель, блокизмерения, блок цифровой индикации и блок управления l . Недостатком устройства является то обстоятельство, что оно не позволяет проводить измерение основного импульса ударного процесса на шумовом вибрационном фоне с достаточной точностью, а также производить с высокой точностью измерения длительности удар ного импульса при нулевом уровне ускорения или близком к нему. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является цифровой измеритель удара, содержащий вибропреобразователь, усилитель i 6.ПОК управления, блок измерения, блок индикации и внешний синхронизатор, в котором выход вибропреобразователя соединен со входом усилителя, один из выходов которого через блок управления соединен с одним из входов блока измерения, другой вход которого соединен с другим выходом усилителя, выход блока измерения соединен с блоком индикации, а внешний синхронизатор соединен с блоком управления , Недостатком этого устройства является невозможность вьщеления и измерения основного импульса ударного процесса с заданной достоверностью на шумовом вибрационном фоне и невозможность измерения длительности ударного импу.пъса при нулевом уровне ускорения без.подключения внешнего синхронизатора, вырабатывающего синхроимпульс, который должкн совпасть с моментом привода .основного импульса удара с вибропреобразователя и который служит для запуска устройства и-гмерения основного импульса удара. Од нако наличие внешнего синхронизатора не устраняет необходимости предварительной настройки момента выработки синхроимпульса путем проб, т.е. необходимо произвести пробные удары и измерения до выявления момента появления основного импульса удараj например, с помощью осциллографа. Кроме того, под действием многократных ударов настройка внешнего синхрониза тора нарушается и это вызывает необходимость подстройки, в противном случае может произойти потеря информации о характере ударных процессов, в т.ч. и потеря информации об основном импульсе удара,т.е.возникают погрешности в измерении. Цель изобретения - повышение точности иамерения устройства. Поставленная цель достигается тем что в цифровой измеритель удара, содержащий вибропреобразователь, усилитель, блок управления, блок измере ния и блок индикации, в котором выхо вибропреобразователя соединен со вхо дом усилителя, один из выходов котор го соединен t одним из входов блока измерения, выход которого соединен с блоком индикации, а другой вход блока измерения соединен с выходом блок управления, дополнительно введены блок временной привязки и выделения временного интервала шшульса удара и узел коьшутации, причем один из вх дов блока временной привязки и В14деления временного интервала импульса ударй соединен с третьим выходом уси лителя , второй Выход которого соединен со входом узла коммутации, один выход которого соединен со входом блока управления, а другой - с другим входом блока временной привязки и выделения временного интервала импульса удара. На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройстваv на фнг.2 временные диаграммы, характеризующие работу блока временной привязки и вы деления временного интервала импульса удара. Цифровой измеритель удара состоит из вибропреобразователя 1, усилителя 2, блока 3 управления, блока 4 измерения, блока 5 индикации, блока временной привязки и выделения време ного интервала импульса удара, узла коммутации. 884 Вибропреобразователь 1 соединен с усилителем 2, имеющим три выхода. Один выход усилителя 2 подключен к блоку 4 измерения, второй - к блоку 3 управления через узел 7 коммутации, третий - к блоку 6 временной привязки и вьщеления временного интервала импульса удара, выход которого подключен между вторым выходом усилителя и блоком 3 управления через узел 7 коммутации. Блок 4 измерения соединен с блоком 5 индикации. Устройство работает следующим образом. Измеряемый сигнал с выхода вибропреобразователя 1 поступает на вход усилителя 2, где усиливается до величины, необходимой для работы блоков 3, 4 и 6. Далее работа осуществляется в двух режимах, зависящих от величины шумового вибрационного поля. В режиме измерения сигнала, не искаженного шумовым вибрационным фоном . или имеющего амплитуду этого фона ниже предела чувствительиости блока 4 измерения и блока 3 управления усиленшлй сигнал с первого выхода усилителя поступает на один из входов блока измерения, а со второго выхода усилителя через узел 7 коммутации . на вход блока 3 управления, который подготавливает, а затем разрешает измерение сигнала блоку 4. Измеренные параме1;{Я)1 сигнала индицируются блоком 5, т.е. пиковые значения амплитуда и дпительиости удара. При Шумовом вибрационном фоне, ик1еющем амплитуду выше предела чувствительности блока 4 измерения и блока 3 управления (например, при работе на стендах,, подъем платформы которых на заданную высоту падения осуществляется с помощью кулачкового механизма или на стендах электрода|намического типа), устройство работает в режиме, в котором сигнал с третьего выхода усилителя 2 поступает на вход блока 6, где происходит преобразование шумового фона в импульс привязки, с помощью которого выделяется основной ударный импльс, поступаюпщй через узел 7 коммутации на вход блока 3 управления. Далее процесс совпадает с предыду1и1М режимом. Полный сигнал положительной поляр-. ности относительно нулевого уровня, поступакиций с усилителя 2, изображен на фиг. 2а. Импульс удара основной, параметры которого подлежат измерению заштрихован. На фиг. 2 б-д изображен процесс, происходящий в блоке 6. От поступившего полного сигнала отсекают ся импульсы отрицательной полярности относительно нулевого уровня. Сигнал приводится к нормированному уровню (импульсам), необходимому для работы логических схем (фиг. 2б,в}. Затем сигналы по времени до основного импульса удара преобраэ потся в импульс временной привязки и далее происходит выделение временного интер вала основного импульса удара (фиг. 2г д) и далее (фиг. 2г) происходит Измерение самого выделяемого сигнала. Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с известными позволяет получить возможность измерения ударных процессов на стендах, имеющих различную конструкцию привода платфорМя без применения внеш них Приборов, в частности синхронизатора и осциллографа. При этом .исключается необходимость предварительной настройки на: выделение -основногоимпульса удара, т.е. упрощается процесс настройки измерения и повышается точность выделения этого сигнала. Формула изобретения Цифровой измеритель удара, содержащий вибропреобразователь, усилитель блок управления, блок измерения и блок индикации, в котором выход вибропреобразователя соединен со входом усилителя, один из выходов которого соединен с одним из входов блока измерения, выход которого соединен с блоком индикации, а другой выход блока измерения соединен с выходом блока управления, отличающийс я тем, что, с целью повышення точности измерения,- в него дополнительно введены блок временной привязки и выделения временного интервала им пульса удара и узел коммутации, причем один из входов блока временной привязкн и выделения временного интервала импульса удара соединен с третьим выходом усилителя, второй выход которого соединен со входом узла коммутации, один выход которого соединен со входом блока управления, а другой - с другим входом блока временной прнвязки и выделения временного интервала импульса удара. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник под ред. Клюева В.В. М., Машиностроение, 1978, с. 424-425. 2.Измеритель параметров удара ИЛУ-2. Информационньп листок НИМИ, № 78-J263 (прототип).