Устройство для измерения параметров вибрации Советский патент 1982 года по МПК G01H1/06 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРДЦИИ

Изобретение относится к измерителям параметров вибрации, а именно к устройствам для измерения амплитуд ных значений виброскорости и виброперемещения , Известно устройство для измерения параметров вибрации, содержащее соединенные последовательно вибродатчик амплитудный детектор и интегрирующий усилитель С и. Недостатком такого устройства является низкая производительность измерений, обусловленная тем, что при , изменении амплитуды или частоты измеряемых колебаний сигнал на выходе устройства, пропорциональный амплитудному значению виброперемещения ус танавливается через время, равное нескольким периодам измеряемого.сигнала С 2 . Целью изобретения является повышение производительности измерений. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров вибрации, содержащее соединен ные последовательно вибродатчик, амплитудный детектор, и интегрирующий усилитель, снабжено двумя формирователями импульсов, элементом ЗАПРЕТ,, связанным с его выходом управляющим входом и подключенным параллельно к интегрирующему усилителю разрядным ключом, двумя ключами и двVмя блоками памяти, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом вибродатчика, первый выход - с первым, входом элемента ЗАПРЕТ, вторым входом амплитудного детектора и управляющт м входом первого ключа, второй выход - со вторым входом элемента ЗАПРЕТ и через второй формирователь импульсов - с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход последнего соединен с выходом амплитудного детектора, выход - со входом второго блока памяти, вход 3 первого блока памяти связан с выходом первого ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом инте|- рируощего усилителя. Кроме того,амплитудный детектор выполнен из диода, подключенного к его катоду конденсатора, и подключенного параллельно последнему вто рого разрядного ключа, управляющий вход которого и анод диода представ ляют собой соответственно второй и первый входы амплитудного детектора катод диодз - выход амплитудного де тектора, а второй выход конденсатора заземлен. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройствосодержит соединенные последовательно вибродатчик 1, амплитудный детектор 2 и интегрирующи усилитель 3 два формирователя и 5 импульсов, элемент 6 ЗАПРЕТ, св занный с его выходом управляющим входом и подключенный параллельно к интегрирующему усилителю 3 разрядный ключ 7, два ключа 8 и 9 и два блока 10 и 11 памяти, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом вибродатчика 1, первый вы ход - с первым входом элемента 6 ЗАПРЕТ, вторым входом амплитудного детектора 2 и управляющим входом пе вого ключа 8, второй выход - со вто рым входом элемента 6 ЗАПРЕТ и чере второй формирователь 5 импульсов с управляющим входом второго ключа 9 сигнальный вход последнего соединен сВЫХОДОМ амплитудного детектора 2, выход - со входом второго блока 11 памяти, вход первого блока 10 памяти связан с выходом первого ключа 8, сигнальный вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя 3. Амплитудный детектор 2 выполнен из диода 12, подключенного к его ка тоду конденсатора 13 и подключенно го параллельно последнему второго разрядного ключа И, управляющий вх которого и-анод диода 12 представля ют собой соответственно второй и пе вый входы детектора 2, катод диода выход детектора 2, а второй вывод конденсатора 13 заземлен. , Устройство работает следующим об разом. Механические колебания X изменяющиеся, например ,по гармоническому законуX А - sinu) t, где А - амплитуда, виброперемещений; су- частота колебаний; преобразуются в электрический сигнал вибродатчиком 1, на выходе которого формируется напряжение U, пропорциональное виброскорости измеряемых колебаний. Напряжение поступает на первый вход амплитудного детектора 2, где через диод 12 заряжает конденсатор 13 до амплитудного значения напряжения их1(кривая .). Таким образом, на выходе амплитудного детектора 2 формируется напряже;ние, уровень которого к концу интервала положительности напряжения U равен Aw, т;е.амплитудному значению этого напряжения. Напряжение U поступает также на вход первого формирователя 4 импульсов, на первом выходе которого формируется напряжение U-j в виде последовательности прямоугольных импульсов заданной длительности передние фронты которых совпадают с началами интервалов положительности напряжения и, а на втором выходе - напряжение U в виде последовательности прямоугольных импульсов, длительности которых равны длительностям ин-тервалов положительности напряжег :ния Щ, Напряжение U поступает на первый, а напряжение 1)4 - на второй входы элемента 6 ЗАПРЕТ, на выходе которого формируется напряжение еиде последовательности прямоугольныхимпульсов, передние фронты которых совпадают с задними фронтами, импульсов Uj, а задние фронты - с задними фронтами импульсов U4. Импульсы Ug поступают на управляющий вход первого разрядного ключа 7, подключенного параллельно интегрирующему усилителю 3 на вход последнего поступает напряжение Ui2 с выхода амплитудного детектора 2. Импульсы У включают первый разрядный ключ 7, который шунтирует интегрирующий усилитель 3 и на интервале действия импульсов и с напряжение U на выходе интегрирующего усилителя 3 равно нулю независимо от уровня напряжения и„. В моменты окончания импульсов (}(т.е, в моменты окончания интервалов положительности напряжения U) 7 выключается и первый разрядный ключ напряжение U, линейно нарастает во времени со скоростью, пропорциональной напряжению (iij, т.е. со скоростью пропорциональной амплитудному значению напряжения 0. К моментам начал интервалов положительности напряжения и уровень напряжения U достигает значения тп т г г itT и 1 1 Au) .ц.1,1л, /. 1ьо где k - коэффициент передачи интегрирующего усилителя 3; Т - период колебаний; т.е. пропорционален амплитуде виброперемещения. На сигнальный вход первого ключа 8 поступает напряжение U(, с выхода интегрирующего усилителя 3, а на управляющий вход - импульсы U с пе вого выхода первого формирователя А импульсов. Импульсы Uj поступают также на второй вход амплитудного детектора 2, включая второй разрядный ключ k, который шунтирует конденсатор 13, подготавливая амплитуд ный детектор 2 к измерению на следу щем интервале положительности напря жения Ux. Напряжение Uij становится равным нулю, а напряжение U на выходе интегрирующего усилителя 3 nep стает изменяться, оставаясь равным достигаемому к началу действия ймпул сов и (т.е. к началу интервалов по ложительности напряжения U) значению, пропорциональному амплитуде ви ропереяещения. Импульсы U включают первый ключ 8 и на вход первого запоминающего блока 10 поступает напряжение U-J в виде последовательнос импульсов, длительности которых рав ны длительностям импульсов ), а уровни - значениям напряжения U, д стигнутым к началам последующих интервалов положительности напряжения т.е. уровни импульсов U-, пропорциональны амплитудам напряжения и на каждом интервале его положител ности. Первый запоминающий блок 10 фиксирует импульсы U-, и на его выходе формируется ступенчатое напряжение Ug, уровень которого на каждом периоде изменения напряжения U про порционален амплитуде вибропереяеще ния. Э На сигнальный вход второго ключа поступает напряжение Ui с выхода амплитудного детектора 2, а на управляющий вход - напряжение Ug с выхода второго формирователя 5 импульсов, на вход которого поступают импульсы Уд со второго выхода первого формирователя Ц импульсов. Напряжение Ug имеет вид последовательности прямоугольных импульсов заданной длительности, передние фронты которых совпадают с задними, фронтами импульсов U4, т.е. с концами интервалов положительности напряжения U-J. Импульсы Ug включают второй ключ 9 и на вход второго запоминающего блока 11 поступает напряжение U|jj в виде последовательности импульсов, длительности которых равны длительностям импульсов Uga уровни значениям напряжения Ui на интервале действия импульсов Ug, т.е. равны амплитудным значениям напряжения U., пропорциональным амплитудным значениям виброскорости. Второй запоминающий блок 11 фиксирует импульсы на его выходе формируется ступенчатое напряжение U, уровни которого на каждом периоде изменения напряжения и, пропорциональны амплитуде виброскорости. Высокая производительность измерений позволяет использовать предлагаемое устройство при измерении быстроизменяющихся по частоте и амплитуде колебаний, а также в качестве датчика амплитудных значений виброскорости и виброперемещения. Формула изобретения 1. Устройство для измерения параметров вибрации, содержащее соединенные последовательно вибродатчик, амплитудный детектор и интегрирующий усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерений, оно снабжено двумя формирователями импульсов, элементом ЗАПРЕТ, связанным с его выходом управляющим входом и подключенным параллельно к интегрирую - щему усилителю разрядным ключом, двумя ключами и двумя блоками памяти, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом вибродатчика, первый выход - с первым входом элемента ЗАПРЕТ, вторым входом амплитудного детектора и управляющим входом первого ключа, второй

выход - со вторым входом элемента ЗАПРЕТ и через второй формирователь

импульсов - с управляющим входом ВТО

рого ключа, сигнальный вход последнего соединен с выходом амплитудного детектора, выход - со входом второго блока памятиJ вход первого блока памяти связан с выходом первого ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя.

2, Устройство поп.1,отлича ю щ е е с я тем, что амплитудный детектор выполнен из диода, подключенного к его катоду конденсатора,и подключенного параллельно последнему второго разрядного ключа, управляющий вход которого и анод диода

представляют собой соответственно второй и первый входы амплитудного детектора, катод диода - выход амплитудного детектора, а второй выход 5 конденсатора заземлен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР ff 291105, кл. G 01 Н 1/06, 19б5(прототип),

2, Гинсбург С, Г. Методы решения 15 задач по переходным процессам в электрических цепях. М., Советское радио, 1956, с. , .

г /