Устройство для определения параметров колебательных систем Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

вход первого коммутатора подключен соответствующему выходу первого сче чика импульсов, третий вход - к выходу первого триггера, а выход чере второй делитель подсоединен ко второму входу второго реверсивного сче чика, второй вход первого реверсивного счетчика - к выходу первого ключа, третий вход через четвертый делитель - к выходу второго ключа, выход второго счетчика импульсов ко второму входу второго делителя и второму входу индикатора. Относительный коэффициент затуха ния определяют при однократном воздействии на проверяемую систему как косинус угла сдвига фаз между кривой свободных колеба«ий и опорным гармоническим колебанием фиксирован ной частоты. Известно, что Чр-Ц , где Мр - сдвиг фазы между свободными колебаниуцй и системы с периодом и опорньлм колебанием х-Аб1Пск1 Лз1П Д.-t; oj - частота свободных колебаний А - константа. При значение этого напряжения численно равно величине относительного коэффициента затухания. Тогда,чтобы исключить управляемый генератор, необходимо пересчитать фазовый угол Чр с частотой LU на фазовый угол 0 частоты ш , котору вырабатывает генератор фиксированной частоты и амплитуды. Очевидно,ч где М - число импульсов частоты г) соответствующей полупериоду колебаний генератора фи сированной частоты; . N,j - число импульсов заполнения частоты ffl , соответствукнде полупериоду свободных колебаний. На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок задания 1, пpoвepяe 4ый объект 2, нуль-орган 3, счетчик 4, кварцевый генератор 5 ключи 6 и 7, коммутаторы 8 и 9, триггер управления 10, реверсивный счетчик 11, делителя 12 н 13,счетчик 14, триггер управления 15, ревер сивный счетчик 16, делитель с переменным коэффициентом деления 17,делите ль 18, формирователь синусоидал ного сигнала 19, аналого-цифровой преобразователь 20, счетчик 21 и индикатор 22. Кварцевый генератор 5 соединен с сигнальными входами ключей б и 7, коммутатор 8 и 9 и входом делителя выход которого соединен со входами коммутатора 9 и формирователя синусоидального сигнала 19. Выход форми рователя 19 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 20, выход которого соединен со входом счетчика 21, а выход счетчика 21 с индикаторным табло 22. Выход ключа 6 соединен с суммирующим входом счетчика 11, выход ключа 7 - со входом счетчика 14 и входом делителя 12, выход которого соединен с первым вычитающим входом реверсивного счетчика 11. Выход коммутатора 8 соединен со входом делителя с переменным коэффициентом деления 17 и входом делителя 13, выход которого соединен.со вторым вычитающим входом реверсивного счетчика 11, а выход счетчика 11 соединен с триггером 10, прямой выход которого соединен со входами правления коммутаторами 8 и 9. Выходы счетчика 14 соединены с индикаторным табло 22 и установочными входами делителя с переменным коэффициентом деления 17, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 16. Выход коммутатора 9 соединен -с вычитающим входом реверсивного счетчика 16, а его выход со входом триггера 15, выход которого соединен с управляющими входами коммутатора 9 и аналого-цифрового преобразователя 20. Блок задания 1 соединен с первым входом счетчика 4, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 6 и 7, коммутатора 8 и проверяемым объектом 2, выход которого соединен со входом нульоргана 3. Выход нуль-органа 3 соединен со счетным входом счетчика 4. Импульс начала измерения поступает с блока задания 1 на проверяемый объект 2, формируя единичное возмущанвдее воздействие, и на установочный вход счетчика 4, разрешая прохождение импульсов с генератора 5 через ключ 6 на суммирующий вход реверсивного счетчика 11, и записывает в нем число N. Реакция проверяемого объекта 2 поступает на вход нуль-органа 3, который вырабатывает короткий импульс при прохождении выходного сигнала с объекта 2 через ноль.После первого прохождения выходного сигнала через ноль счетчик 4 закрывает ключ 6 и открывает ключ 7. При в счетчике 14 записывается число N, соответствующее полупериоду частоты собственных колебаний проверяемого объекта 2, а на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 с делителя 12 поступает число импульсов, равное . К моменту второго прохождения через ноль выходного сигнала проверяемого, объекта 2.в реверсивном счетчике 11 содержится число N -Nj/i, . После этого счетчик 4 открывает коммутатор 8 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 через делитель 13 поступают импульсы с кварцевого генератора 5 с периодом1. При этом через время tttr{)M(. содержимое реверсивного. счетчика 11 равно нулю, триггер 10 опрокидывает-; ся, закрывает коммутатор 8 и дает разрешение на прохождение импульсов по входу управления коммутатора 9.З это же время t число импульсов,прошедших через делитель с переменным коэффициентом 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика 16, равно / г t .V lilhjrlf. t, - ГоЧ tgN ГО% 1 / NI т.е. в счетчике 16 записывается число/ соответствующее фазовому углу и соответствукицее частоте генератора синусоидального сигнала. Частота генератора синусоидального сигнала формируется путем деления частоты кварцевого генератора 5 делителем 18, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы, требуемой частоты и скважности, а формирователь синусоидального сигнала 19 фо мирует из прямоугольного сигнала на выходе -синусоидальный сигнал на выходе, жестко стабилизированный по амплитуде и фазе. После того как триггер 10 даст разрешение на прохождение импульсов- через коммутатор 9, очередной импульс с делителя 18 открывает коммутатор 9, и на вычита щий вход реверсивного счетчика 16 поступают импульсы с кварцевого генератора 5. Когда содержимое счетчика 16 становится равным нулю,триг гер 15 опрокидывается, закрывает ко мутатор 9 и дает разрешение аналого цифровому преобразователю 20 на измерение амплитуды синусоидального сигнала на входе. Число импульсов, соответствующее амплитуде сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя 20, поступает в счетчик 21 и далее на индикаторное табло 22 отображая число, соответствующее коэффициенту относительного затухания проверяемого объекта. Применение предложенного устройс ва позволяет сократить время измере ния динамических параметров колебательных систем благодаря возможност проведения измерений при однократном воздействии на проверяемую систему и совмещения процесса измерени периода свободных колебаний с вычислением относительного коэффициента затухания. Предлагаемая схема формирования синусоидального сигнал позволяет получить синусоидальный сигнал,жестко стабилизированный по фазе и амплитуде, что позволяет пов сить точность измеряемого параметра относительный коэффициент затухания системы. Формула изобретения Устройство для определения пара етров колебательных систем, содержащее блок задания, подключенный своим выходом к выходу устройства и к первому входу первого счетчика импульсов, вход нуль-органа подсоединен ко входу устройства, а выход - ко второму входу первого счетчика импульсов, выходом подключенного к первым входам ключей, вторые входы которых подсоединены к выходу генератора импульсов, а выход второго ключа подключен ко входу второго счетчика импульсов , отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены первый делитель, второй делитель и последовательно соединенные первый коммутатор, третий делитель, первый реверсивный счетчик,первый триггер, второй коммутатор, второй реверсивный счетчик, второй триггер, аналого-цифровой преобразователь, третий счетчик импульсов и индикатор, а также последовательно соединенные четвертый делитель и формирователь синусоидального сигнала, подсоединенный выходом ко второму входу аналого-цифрового преобразователя, а входом - ко второму второго коммутатора, третий вход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход подсоединён к первому входу первого коммутатора, ко входу четвертого делителя и выходу генератора импульсов, второй вход первого коммутатора подключен к соответствующему выходу первого счетчика импульсов, третий вход к выходу первого триггера, а выход через второй делитель подсоединен ко второму входу второго реверсивного счетчика, второй вход первого реверсивного счетчика - к выходу первого ключа, третий вход через четвертый делитель - к выходу второго ключа, выход второго счетчика импульсов - ко второмувхрду второго делителя и второму входу индикатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 377739, кл. G 05 В 23/02, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 600529, кл. G 05 В 23/02, 1978 (прототип). .