RU1775619C - Виброметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  параметров механических колебаний машин и механизмов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в виброметр , содержащий пьезоэлектрический вибропреобразователь 1 и калибровочный генератор 2, переключатель 3 режима работы (первый переключатель), последовательно соединенные регулируемый усилитель 4 зар да, первый и второй интеграторы 5, 6, переключатель 7 измер емых параметров (второй переключатель), измерительный усилитель 8, среднеквадратический и пиковый детекторы 9,10, переключатель 11 вида измер емой величины (третий переключатель ), последовательно соединенные элемент 12 фиксации и элемент 13 индикации, элемент сравнени  14, введена св зь третьего выхода блока 15 управлени  с измерительным усилителем 8, с калибровочным генератором 2, уровень выходного сигнала которого измен етс  соответственно выбранному коэффициенту усилени . Вновь введенна  св зь позвол ет производить калибровку виброметра на том же пределе, что и измерени , что повышает точность и производительность измерений и упрощает схему управлени . 5 ил. 7 Ш С

Description

Фиг.1

Предлагаемое устройство виброметр относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  механических колебаний машин и механизмов и  вл етс  усовершенствованием известного устройства .

Известный виброметр содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь, калибровочный генератор, переключатель режима работы, первый и второй входы которого соединены соответственно с выхода- мивибропреобразовател и

калибровочного генератора, последовательно соединенные регулируемый усилитель зар да, первый и второй интеграторы, переключатель измер емых параметров и измерительный усилитель, при этом вход усилител  зар да соединен с выходом переключател  режима работы, а второй и третий входы переключател  измер емых параметров соединены соответственно с выходами усилител  зар да и первого интегратора , среДнеквадратический и пиковый детекторы, входы которых соединены с выходом измерительного усилител , переключатель вида измер емой величины, два входа которого соединены соответственно с выходами среднеквадратического и пикового детекторов, элемент фиксации, вход которого соединен с выходом переключател  вида измер емой величины, а выход - со входом элемента индикации, элемент сра- нени  вход которого также соединен с выходом переключател  вида измер емой величины,блок управлени , выход которого соединен с выходом элемента сравнени , а четыре выхода соединены соответственно с управл ющими входами переключател  режима работы, усилител  зар да, измерительного усилител  и элемента фиксации,

Недостатками этого устройства  вл ютс  значительное врем  установлени  рабочего режима при измерении низкочастотных процессов из-за переключени  коэффициента усилени  виброметра при переходе из режима калибровки в режим измерени ; понижение точности измерени , т.к. калибровка и измерение провод тс  при разных коэффициентах усилени  виброметра (совпадение только при одном из коэффициентов).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

На фиг. 1 приведена блок-схема виброметра; на фиг. 2 - варианты его исполнени ; на фиг. 3 - схема блока управлени ; на фиг. 4 - блок-схема калибровочного генератора; на фи. 5 - схема блока сравнени . ,

Устройство содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь 1, калибровочный генератор 2, переключатель 3 режима работы (первый переключатель 3), первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами вибропреобразовател 

1 и калибровочного генератора 2, последовательно соединенные регулируемый усилитель 4 зар да, первый интегратор 5, второй интегратор б, переключатель 7 измер емых параметров (второй переключатель 7) и из0 мерительный усилитель 8, при этом вход усилител  А зар да соединен с выходом первого переключател  3, а второй и третий входы второго переключател  7 соединены соответственно с выходами усилител  4 за5 р да и первого интегратора 5, среднеквад- ратический и пиковый детекторы 9 и 10, входы которых соединены с выходом измерительного усилител  8, переключатель 11 вида измер емой величины (третий пере0 ключатель 11), два входа которого соедине- ны соответственно с выходами среднеквадратического и пикового детекторов 9 и 10, последовательно соединенные элемент 12 фиксации и элемент 13 индика5 ции, элемент 14 сравнени , при этом вход элемента 12 фиксации соединен со входом элемента 14 сравнени  и соединен с выходом третьего переключател  11 и блок 15 управлени , вход которого соединен с выхо0 дом элемента 14 сравнени , четыре выхода соединены соответственно с управл ющими входами первого переключател  3, усилител  4 зар да, измерительного усилител  8 и элемента 12 фиксации, а третий выход

5 блока 15 управлени  соединен с входом калибровочного генератора 2. вход которого соединен с управл ющим входом измерительного усилител  8.

Устройство работает следующим обра0 зом.

После включени  виброметра блок управлени  15 подключает калибровочный генератор 2 через первый переключатель 3 режима работы к входу регулируемого уси5 лител  4 зар да, устанавливает самый грубый предел измерени , т.е. наименьший коэффициент усилени  измерительного усилител  8, код, соответствующий этому коэф- фициенту усилени , подаетс  на

0 калибровочный генератор 2 и устанавливает уровень калибровочного сигнала, соответствующий выбранному коэффициенту усилени , и плавно регулирует усиление усилител  зар да 4 до тех пор, пока сигнал,

5 поступающий на элемент 14 сравнени , не станет равным опорному напр жению, определ ющему верхнюю границу диапазона измерени . Элемент 14 сравнени  дает команду на прекращение регулировани , запоминани  коэффициента преобразовани 

усилител  4 зар да и установку рабочего режима, т.е. подключение к входу управл емого усилител  зар да 4 вибропреобразовател  1.

В рабочем режиме блок 15 управлени  автоматически устанавливает коэффициент передачи измерительного усилител  8, соответствующим уровню измер емого сигнала . Одновременно устанавливаетс  и уровень калибровочного сигнала, соответствующий выбранному коэффициенту усилени .

В дальнейшем режим калибровки осуществл етс  лишь подключением калибровочного генератора 3 к входу усилител  4 зар да с одновременной фиксацией показаний виброметра в элементе 12 фиксации, который обеспечивает непрерывность показаний виброметра на элементе 13 индикации .

Блок управлени  содержит регистр пам ти 16, двоичный счетчик 17, тактовый генератор 18, формирователь импульсов 19, RS-триггер 20, двоичный счетчик 21, коммутатор 22.

Блок управлени  работает следующим образом.

После включени  виброметра вырабатываетс  импульс установки блока управлени  в исходное состо ние, т.е. двоичные счетчики 17, 21 в нулевое состо ние (нулевое состо ние счетчика 21 соответствует минимальному коэффициенту усилени ). RS-триггер 20 - в единичное состо ние, что соответствует режиму калибровки. Единичный уровень с выхода RS-триггера 20 подаетс  на элемент фиксации 12, переключатель 3 режима работы и коммутатор 22. Коммутатор 22 устанавливает на неинвертирующем выходе уровень, запрещающий счет счетчика 21 и разрешает прохождение с элемента 14 сравнени  сигнала , прекращающего счет через инвертирующий выход.

Счетчик 17 работает до тех пор, пока элемент 14 сравнени  не выдаст сигнал, запрещающий счет. Этот сигнал фиксирует код, проход щий с выхода счетчика 17 на шину управлени  регулируемого усилител  зар да 4 в регистре пам ти 16 и устанавливает на выходе RS-триггера 20 нулевой уровень , перевод щий виброметр в рабочий режим, т.е. переключает переключатель режима работы 3 в положение, соотвествую- щее режиму измерени , отключает элемент 12 фиксации, в коммутаторе 22 устанавливает на инвертирующем выходе уровень, запрещающий счет счетчика 17 и обнул ющий его, и разрешает прохождение с элемента 14 сравнени  сигнала, прекращающего счет

через неинвертирующий выход. Формирователь импульсов 18 формирует импульс, перевод щий RS-триггер 20 в единичное состо ние , т.е. в режим калибровки, через врем , определ емое периодичностью калибровки .

Генератор 2 содержит генератор 23, управл емый кодом делитель 24, буферный усилитель 25.

0Блок сравнени  состоит из элемента 26

ИЛИ-НЕ, компаратора 27 верхнего порога срабатывани , компаратора 28 нижнего порога срабатывани , резисторов делител  опорного напр жени  29, 30, 31. Источник

5 опорного напр жени  условно не показан. Элемент 26 ИЛИ-НЕ формирует сигнал запрета счета. Дл  определени  направлени  счета используетс  сигнал с выхода компаратора 28. Дл  обеспечени  возмож0 ности выполнени  одним блоком сравнени  функций регулировани  пределов измерени  (грубое регулирование) и регулировани  коэффициента передачи при калибровке (плавное регулирование) уровень калибро5 вечного сигнала устанавливаетс  меньше порога срабатывани  компаратора 27 на величину удвоенной погрешности измерени . Блок сравнени  работает следующим образом: в режиме калибровки сигнал по0 ступает на вход блока 14 сравнени  и находитс  в зоне допуска выбранного диапазона измерени . На выходах компараторов 27 и 28 формируютс  низкие уровни, на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ - высокий уровень. На

5 выходе, определ ющем направление счета, низкий уровень, что переводит счетчик 21 в режим вычитани , а счетчик 17 - в режим сложени  (инвертирующий вход). На неинвертирующем выходе коммутатора 22 уста0 новлен высокий уровень, запрещающий счет счетчика 21, а на инвертирующем выходе инвертирующий уровень со схемы сравнени , т.е. низкий уровень, разрешающий счет счетчика 17 и прохождени  сигналов с

5 выхода счетчика 17 через регистр 16 на управл емый усилитель 4 зар да, который измен ет свое усиление до тех пор, пока сигнал, поступающий на вход блока 14 сравнени  не сравн етс  с верхним уровнем

0 срабатывани  (компаратор 2).

На выходе компаратора 2 формируетс  высокий уровень и, соответственно, на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ - низкий уровень, который, инвертиру сь в коммутаторе 22,

5 запрещает счет счетчика 17, фиксирует код в регистре 16, осуществл ет предварительную установку счетчика 17, т.е. устанавливает код, соответствующий уменьшению коэффициента усилени  усилител  4 зар да на величину, равную выбранному уровню

калибровочного сигнала, перебрасывает RS-триггер в состо ние, определ ющее рабочий режим виброметра.

Таким образом, соединение третьего выхода блока управлени  с входом калибровочного генератора, вход которого соединен с управл ющим входом измерительного усилител , позвол ет устанавливать уровень выходного сигнала калибровочного генератора , который соответствует выбранному коэффициенту усилени , сократить врем  установки рабочего режима и сократить циклы работы в режиме калибровки , а также позвол ет повысить точность

0

измерений, т.к. калибровка производитс  на том же пределе, на котором провод тс  измерени , т.е. исключаетс  погрешность делителей, упрощаетс  блок управлени  за счет исключени  элементов пам ти и переключени  при переходе из рабочего режима в режим калибровки и обратно.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Виброметр по авт.св. N; 1502965, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , третий выход блока управлени  соединен с управл ющим входом калибровочного генератора.

   р-Чр-TjL

   /II4Я72

   Фиг. 2

   Г

   Фиг.З

   К12

   Г

   гт-

   Ofn f5

   Фиг .4

   Фиг.5