RU1790748C - Устройство управлени климатической камерой - Google Patents

Abstract

Использование: испытани  двигателей внутреннего сгорани  и других объектов. Сущность изобретени : повышение достоверности оценки параметров режима испытаний обеспечиваетс  за счет введени  в состав устройства управлени  усилител  28 с регулируемой частотой пропускани  и усилител  29 с регулируемым коэффициентом передачи, управл емых микропроцессорным блоком 33 блока 31 контрол , а также за счет введени  двух вычитающих блоков 24 и 25, подключенных к выходам датчиков 18 - 21 положени  подвижной платформы, которые могут быть установлены в углах платформы как в горизонтальной так и в вертикальной плоскост х ее перемещени . 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам управлени  климатических камер, преимущественно дл  обкатки и диагностировани  двигателей, и может быть использовано в устройствах управлени  и регулировани  параметров окружающей среды и динамических воздействий испытательных комплексов , например барокамер.

Известно устройство управлени  климатической камерой, содержащее датчики параметров окружающей среды (температура , влажность, бараметрическое давление воздуха), датчики состо ни  объекта, к которым относ тс  датчики режима работы двигател , датчики теплового состо ни , блок нормировани  преобразовател  и обработки сигналов датчиков, блок регистрации режимных параметров, блок управлени  исполнительными узлами регулировани  режимных параметров, задатчик режима испытаний.

Недостатками известного устройства  вл етс  невозможность создани  и управлени  динамическими воздействи ми на двигатель в процессе его испытаний.

Наиболее близким техническим решением , прин тым за прототип,  вл етс  уст- ройствЬ управлени  климатической камерой, содержащее задатчик времени режима , блок команд, генератор сигналов управлени , выходы которого подключены к блокам управлени , нагрузочным агрегатам , объекту, подвижной платформе, агрегатам регулировани  параметров окружающей среды в климатической камере , выходы последних подключены к входам соответствующих исполнительных механизмов , датчики параметров и состо ни  двигател , окружающей среды и положени  подвижной платформы. Выходы датчиков через предварительные усилители подключены к вторым входам соответствующих блоков управлени , а через блоки аналого- цифровых преобразователей к входам блока контрол  (см. Авторское свидетельство CCCPNs 1337710, МКИ5 С 01 М 15/00, 1986).

Недостатком прототипа  вл етс  не- высокай точность оценки результатов измерени , обусловленна  наличием низкочастотной и высокочастотной составл ющих; измер емого сигнала и ограниченной разр дностью аналого-цифровых преобразователей. Указанное снижает до- стоверн ость бценки параметров режима испытаний .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и достоверности оценки параметров режима испытаний.

Цел|ь достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок команд, задатчик времени режима, генератор сигналов управлени  с двум  входами и количеством выходов по числу управл емых элементов, блоки управлени  нагрузочных агрегатов, испытуемый

объект, поворотную платформу, агрегаты регулировани  параметров окружающей среды, каждый из блоков управлени  выполнен с двум  входами, а блок управлени  нагрузочным агрегатом - с трем  входами,

выход каждого блока управлени  подключен к входу соответствующего исполнительного механизма, а датчики параметров и состо ни  испытуемого объекта, параметров окружающей среды и положени  по5 движной платформы подключены к автоматическому коммутатору, причем выходы блока команд и задатчика времени режима подключены соответственно к первому и второму выходам генератора сиг0 налов управлени , каждый выход генератора сигнала управлени  подключен к первому входу соответствующего блока управлени , второй вход каждого из которых, кроме блока управлени  нагрузочного агре5 гата, св зан с выходом датчика регулируемого параметра, второй вход блока управлени  нагрузочного агрегата подключен к выходу управл емого ключа, к информационным входам которого подсоединены

0 выходы датчиков параметров и состо ни  объекта, управл ющий вход ключа и третий вход блока управлени  нагрузочного агрегата подсоединены к выходу блока команд, а выход ключа подключен к второму входу

5 блока управлени  нагрузочным агрегатом, выходы каждого из датчиков через соответствующий усилитель подключены к входам автоматического коммутатора, а выход последнего через аналого-цифровой преобра0 зователь подключен к информационному входу блока контрол , дополнительно введены усилитель с регулируемой полосой пропускани , усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, соединенные по5 следовательно и включенные в цепь между выходом автоматического коммутатора и входом аналого-цифрового преобразовател , блок контрол  выполнен в виде задатчика программы выборки,

0 микропроцессорного блока, регистратора и блока сигнализации аварийного состо ни  и снабжен четырьм  выходами и входом дл  подключени  к задатчику времени режима, выход задэтчика программы выборки под5 ключей к первому информационному входу, микропроцессорного блока, второй информационный вход которого совмещен с информационным входом блока контрол , первый, второй, третий и четвертый входы микропроцессорного блока совмещены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходом блока контрол , первые три его выхода подключены соответственно к дополнительному входу блока команд, управл ющему входу усилител  с регулируемой полосой пропускани  и управл ющему входу усилител  с регулируемым коэффициентом передачи, четвертый вход блока контрол  подключен к управл ющим входам автоматического коммутатора и аналого- цифрового преобразовател , а п тый выход микропроцессорного блока подсоединен к входам регистратора и блока сигнализации аварийного состо ни , датчики положени  подвижной платформы выполнены в виде излучател  приемника и фильтра сигнала высокой частоты, размещенных в одном корпусе, первый и второй датчики положени  подвижной платформы установлены в вертикальной плоскости смещени  подвижной платформы по ее противоположным углам , третий и четвертый датчики перемещени  подвижной платформы установлены в горизонтальной плоскости смещени  платформы по ее прилежащим углам, выход первого, второго, третьего и четвертого датчиков положени  подвижной платформы подключены к первому и второму входам соответственно первого и второго вычитающего блока, а выходы последних и выходы первого и третьего датчиков положени  подвижной платформы подключены к входам коммутатора.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства управлени  климатической камерой,

Устройство содержит блок 1 команд, за- датчик 2 времени режима, генератор 3 сигналов управлени , блок 4, 5, 6, 7 управлени  исполнительными механизмами 8, 9, 10, 11 нагрузочного агрегата 12, объекта 13, подвижной платформой и агрегатов регулировани  параметров окружающей среды. Датчики 14, 15, 16 и 17 параметров и состо ни  исследуемого объекта 13, первый, второй , третий и четвертый датчики 18, 19, 20, 21 положени  подвижной платформы, датчики 22 и 23 параметров окружающей среды в климатической камере. Датчики 18-21 могут быть выполнены в виде излучател , приемника и фильтра сигнала высокой частоты и размещенных в одном корпусе, причем датчики 18 и 19 установлены в вертикальной плоскости перемещени  подвижной платформы по ее противоположным углам, а датчики 20 и 21 установлены в горизонтальной плоскости перемещени  подвижной платформы по ее противоположным углам. Выходы датчиков 18, 19 и 20, 21 подключены к входам соответственно

первого и второго вычитающих блоков 24 и 25. Выходы датчиков 14 и 15 подключены к информационным входам ключа 26, управл ющий вход последнего и третий вход блока 4 соединены с выходом блока 1 команд, а выход ключа 26 подключен к второму входу блока 4. Выходы датчиков 14, 16-21, 22, 23 подключены ко вторым входам соответствующих блоков управлени  (за исключением

0 датчика 14, условно не показано) и информационным входам автоматического коммутатора 27 (кроме датчиков 19 и 21), выход которого через усилитель 28 с регулируемой полосой пропускани  и усилитель 29 с регу5 лируемым коэффициентом передачи св зан с информационным входом аналого-цифро- вого преобразовател  30. Блок 31 контрол  может быть выполнен в виде задатчика 32 программ выборки, микропроцессорного

0 блока 33, регистратора 34 и блока 35 сигнализации аварийногр состо ни .

Блоки 24 и 25 вычислени  разности сигналов , усилитель 28 с регулируемой полосой пропускани  и усилитель 29 с регулируемым

5 коэффициентом передачи могут быть выполнены по известным схемам на, например , операционных усилител х (см. напр. В.Д.Лихачев. Практические схемы на операционных усилител х. М.: ДОСААФ, 1981,

0 с.17, 25, 29-34).

Устройство управлени  климатической камерой работает следующим образом.

После установки испытываемого объекта (например, двигател  внутреннего

5 сгорани ) на подвижную платформу, размещенную в климатической камере и подключени  к исследуемому объекту всех необходимых коммуникаций, управление режимами испытаний передаетс  изданное

0 устройство.

Блок 1 команд вырабатывает сигнал, соответствующий одному из заданных режимов испытаний, поступающий на вход генератора 3, на выходе которого, в соответ5 ствии с программой, заложенной в запоминающем устройстве генератора 3 и текущим временем, формируютс  сигналы задани  режимами работы нагрузочного агрегата, исследуемого объекта, агрегатами регули0 ровани  параметров окружающей среды в климатической камере (например, давлени ), и агрегатами, создающими динамическое воздействие на исследуемый объект, размещенный на подвижной платформе.

5 Указанные сигналы поступают на первые входы блоков управлени  4 - 7, на вторые входы которых поступают сигналы обратной св зи от соответствующих датчиков. Второй вход блока 4 управлени  также подключаетс  к выходу датчика 14 или 15, в зависимости

от сигнала на управл ющем входе ключа 26 и третьем входе блока 4 управлени .

Измерение параметров режима испытаний производитс  датчиками 14-23, выходные сигналы которых поступают на один из информационных входов автоматического коммутатора 27 непосредственно или через вычитающие блоки 24 и 25 (дл  датчиков 18 - 21). При этом нулевой сигнал на выходе блоков 24 и 25 соответствует поступатель- ному перемещению подвижной платформы соответственно в вертикальной плоскости или горизонтальной плоскости, о величине которого суд т по сигналу 18 или 20. Если подвижна  платформа совершает качани  вдоль пр бдольной (поперечной) оси сигнал на выходе вычитаю.щего блока 24 отличен от нул  и равен двойной величине отклонени  подвижной платформы в вертикальной плоскости , а знак сигнала на выходе блока 24 указывает на направление качани . При этом идентификаци  качани  по продольной (поперечной) оси подвижной платформы может осуществл тьс  по сигналу управлени  агрегатами,,создающими воз- действие на подвижную платформу вдоль ее продольной оси (поперечной оси). В случае необходимости одновременного воспроизведени  динамических воздействий на подвижную платформу, привод щих к ее качанию |в вертикальной плоскости вдоль продольной и поперечной осей в устройство ввод т п тый датчик положени  подвижной платформы аналогичной конструкции, который устанавливают в вертикальной плоско- сти напротив свободного угла плиты подвижной платформы и третий и четвертый вычитающие блоки, первые входы которых подключают к выходам соответственно первого и второго датчика положени  подвиж- ной платформы, а вторые их входы подсоедин ют к выходу п того датчика положени  подвижной платформы. По величинам и Знакам сигналов на выходе вычитающих блоков суд т о характерно™- ках процессов перемещени  подвижной платформ вдоль ее продольной и поперечной оси одновременно.

Величину и направление вращательного движени  (перемещени  подвижной платформы в горизонтальной плоскости определ ют , по сигналу на выходе вычитающего блока 25, Таким образом размещение датчиков 18 - 21 относительно подвижной платформы и подключение их к входам вы- читающих блоков позвол ет контролировать любое возможное перемещение подвижной платформы в вертикальной и горизонтальной плоскост х с выделением

максимально возможного полезного сигнала перемещени , а конструкци  датчиков 18 -21 обеспечивает измерение величин перемещений в широком частотном диапазоне или при однократном перемещении, атакже при многократном изменении амплитуды перемещений.

Автоматический коммутатор 27 обеспечивает подключение сигнала одного из измерительных датчиков на вход усилител  28 в соответствии с программой выборки измерительных каналов по сигналу формируемому микропроцессорным блоком 33.

Усилитель 28 с регулируемой полосой пропускани  обеспечивает возможность фильтрации помех измер емого сигнала, избирательного усилени  низкочастотной и высокочастотной составл ющих информационного сигнала, что позвол ет совместно с усилителем 29 с регулируемым коэффициентом передачи сформировать на входе в аналого-цифровой преобразователь 30 сигнал , величина которого соответствует разр дностианалого-цифрового преобразовател , независимо от соотношени  амплитуд высокочастотной и низкочастотной составл ющих сигнала в исходном (до обработки) информационном сигнале. Управление работой усилителей 28 и 29 осуществл етс  микропроцессорным блоком 33 в соответствии с сигналом выборки измерительного канала и сигналом-признаком выборки составл ющей сигнала заданного частотного диапазона и в зависимости от амплитуды сигнала на выходе усилител  28.

Регистраци  измеренных сигналов осуществл етс  блоком 34, в качестве которого может быть использовано посто нно-запоминающее устройство любого типа с заданным уровнем быстродействи .

В случае отклонени  измер емого параметра за установленные (допустимые) пределы микропроцессорный блок 33 выдает команду на блок 1 (например, команды на остановку испытаний или смену режима), а на блоке 35 идентифицируетс  аварийное состо ние объекта испытаний по установленному параметру.

Таким образом, выполнение устройства управлени  климатической камерой согласно формуле изобретени  обеспечивает увеличение точности оценки измер емых сигналов, возможность избирательного анализа составл ющих этих сигналов, что повышает достоверность оценки параметров режима испытаний и приводит к повышению качества испытательного процесса.

Claims (3)

1. Устройство управлени  климатической камерой, содержащее подвижную платформу, нагрузочный агрегат и агрегаты регулировани  параметров среды в камере, блок команд, задатчик времени режима, блоки управлени  исполнительными механизмами агрегатов, каждый из которых выполнен с двум  входами, а блок управлени  исполнительными механизмом нагрузочного агрегата дополнительно имеет третий вход, подключенный к выходу блока команд, генератор сигналов с двум  входами и по меньшей мере двум  выходами, датчики параметров и состо ни  исследуемого объекта , датчики параметров окружающей среды в климатической камере и датчики положени  подвижной платформы, управл емый ключ с двум  входами, автоматический коммутатор и аналого-цифровой преобразователь , выполненные с информационными и управл ющими входами, а также блок контрол , причем выходы блока команд и задат- чика времени режима подключены соответственно к первому и второму входам генератора сигналов управлени , каждый выход последнего подключен к первому входу одного из блоков управлени  соответствующим исполнительным механизмом, второй вход блока управлени  исполнительным механизмом нагрузочного агрегата подключен к выходу управл емого ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом блока команд, вторые входы остальных блоков управлени  исполнительными механизмами св заны с выходами датчиков , выходы каждого датчика через соответствующий предварительный усилитель подключен к одному из информационных входов автоматического коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к информационному входу блока контрол , а управл ющие входы автоматического коммутатора и аналого-цифроврго преобразовател  подключены к выходу управлени  блока контрол , отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности оценки параметров режима испытаний, устройство снабжено усилителем с регулируемой полосой пропускани , усилителем с регулируемым коэффициентом передачи, соединенным последовательно и включенными в цепь

между выходом автоматического коммутатора и входом аналого-цифрового преобразовател , а также первым и вторым вычитающими блоками, блок команд выполнен с входом, блок контрол  выполнен в виде задатчика программы выборки, микропроцессорного блока, регистратора и блока сигнализации аварийного состо ни  и имеет четыре выхода и вход, подключенный к

задатчику времени режима, выход задатчика программы выборки подключен к первому информационному входу микропроцессорного блока, второй информационный вход которого совмещен с

информационным входом блока контрол , первый, второй, третий и четвертый ВЫХОДУ микропроцессорного блока совмещены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока контрол , последний из которых  вл етс  выходом управлени , а первые три подключены соответственно к входу блока команд, управл ющему входу усилител  с регулируемой полосой пропускани  и управл ющему

входу усилител  и с регулируемым коэффициентом передачи, а п тый выход микропроцессорного блока подсоединен к входам регистратора.и блока сигнализации аварийного состо ни , причем выходы первого и

второго датчиков положени  подвижной платформы подключены к входам первого вычитающего блока, а выходы третьего и четвертого датчиков положени  подвижной платформы подключены к входам второго

вычитающего блока, а выходы вычитающих блоков и выходы первого и третьего датчиков положени  подвижной платформы подключены к информационным входам автоматического коммутатора.

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что первый и второй датчики положени  подвижной платформы установлены в вертикальной плоскости перемещени  последней по ее противоположным углам, а

третий и четвертый датчики положени  установлены в горизонтальной плоскости перемещени  подвижной платформы по ее смежным углам.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающ е е с   тем, что датчики перемещени  подвижной платформы выполнены в виде размещенных в одном корпусе излучател , приемника и фильтра сигнала высокой частоты .