RU2658569C2 - Multi-channel device for data collection with accelerometers - Google Patents
Multi-channel device for data collection with accelerometers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658569C2 RU2658569C2 RU2016140143A RU2016140143A RU2658569C2 RU 2658569 C2 RU2658569 C2 RU 2658569C2 RU 2016140143 A RU2016140143 A RU 2016140143A RU 2016140143 A RU2016140143 A RU 2016140143A RU 2658569 C2 RU2658569 C2 RU 2658569C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- analog
- input
- inputs
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к многоканальным устройствам преобразования аналоговых сигналов в цифровое представление и может быть использовано в аппаратуре сбора и обработки вибрационных сигналов с датчиков вибрации, в частности с акселерометров для решения задач вибрационной диагностики и защиты оборудования по превышению допустимого уровня вибрации. Предлагаемое решение может применяться при построении мобильных и стационарных систем мониторинга, диагностики и защиты оборудования по вибрационным параметрам.The invention relates to multichannel devices for converting analog signals to digital representation and can be used in equipment for collecting and processing vibration signals from vibration sensors, in particular from accelerometers to solve problems of vibration diagnostics and protection of equipment in excess of the permissible level of vibration. The proposed solution can be used in the construction of mobile and stationary systems for monitoring, diagnostics and protection of equipment by vibration parameters.
Уровень техникиState of the art
Известно многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее входы для подключения акселерометров, которые соединены с входами фильтров нижних частот, выходы которых соединены с входами узла многоканального аналого-цифрового преобразования [Motion-activated control with haptic feedback. Patent Application Publication US 2006/0061545 A1, заявл. 05.05.2005, опубл. 23.03.2006].Known multi-channel device for collecting data from accelerometers, containing inputs for connecting accelerometers that are connected to the inputs of low-pass filters, the outputs of which are connected to the inputs of the node multi-channel analog-to-digital conversion [Motion-activated control with haptic feedback. Patent Application Publication US 2006/0061545 A1, claimed 05.05.2005, publ. 03/23/2006].
Недостатком этого устройства являются низкая контролепригодность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this device is the low suitability and limited functionality.
Известно многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее в каждом канале интегрирующий элемент, выходы которых соединены с входами многоканального узла аналого-цифрового преобразования, который содержит мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен через интерфейс с выходом многоканального узла аналого-цифрового преобразования, входы которого являются входами мультиплексора [Multi-channel analog-to-digital converter. Patent US 7705756 B2, НПК 341/141, МПК H03M 1/00, заявл. 01.11.2007, опубл. 27.04.2010].A multi-channel device for collecting data from accelerometers is known, comprising an integrating element in each channel, the outputs of which are connected to the inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion unit, which contains a multiplexer and analog-to-digital converter, the output of which is connected via an interface to the output of the multi-channel analog-to-digital conversion unit whose inputs are the inputs of the multiplexer [Multi-channel analog-to-digital converter. Patent US 7705756 B2, NPK 341/141, IPC
Недостатком этого устройства являются низкая контролепригодность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this device is the low suitability and limited functionality.
Известно многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее в каждом канале согласующий усилитель, выходы которых соединены с входами аналогового мультиплексора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом интерфейсной схемы [Richard S. Figliola, Donald Е. Beasley. Theory and Design for Mechanical Measurements. Fifth Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2011, стр. 283, рис. 7.13].A multi-channel device for collecting data from accelerometers is known, which contains a matching amplifier in each channel, the outputs of which are connected to the inputs of an analog multiplexer, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the interface circuit [Richard S. Figliola, Donald E. Beasley Theory and Design for Mechanical Measurements. Fifth Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2011, p. 283, fig. 7.13].
Недостатком этого устройства являются низкая контролепригодность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this device is the low suitability and limited functionality.
Известно многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее в каждом канале согласующий усилитель, фильтр нижних частот и схему выборки и хранения, которые соединены последовательно и подключены к входам многоканального узла аналого-цифрового преобразования [Design Considerations for a Data Acquisition System (DAS). Application note AN535, September 2002, Intersil Americas Inc., Fig. 2, c. 2].A multi-channel device for collecting data from accelerometers is known, containing in each channel a matching amplifier, a low-pass filter and a sampling and storage circuit that are connected in series and connected to the inputs of the multi-channel analog-to-digital conversion [Design Considerations for a Data Acquisition System (DAS). Application note AN535, September 2002, Intersil Americas Inc., Fig. 2, c. 2].
Недостатком этого устройства являются низкая контролепригодность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this device is the low suitability and limited functionality.
Известно многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее в каждом канале вход для подключения акселерометра и аналого-цифровой преобразователь, выходы которых соединены с входами интерфейсной схемы [Bob Judd, Everything You Ever Wanted to Know about Data Acquisition - Part One - Analog Inputs. United Elecronic Industries, Inc., 2008, p. 13, Figure 3].A multi-channel device for collecting data from accelerometers is known, containing an input for connecting an accelerometer and an analog-to-digital converter in each channel, the outputs of which are connected to the inputs of the interface circuit [Bob Judd, Everything You Ever Wanted to Know about Data Acquisition - Part One - Analog Inputs. United Elecronic Industries, Inc., 2008, p. 13, Figure 3].
Недостатком этого устройства являются низкая контролепригодность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this device is the low suitability and limited functionality.
Наиболее близким к предложенному и выбранным в качестве прототипа является многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, содержащее в каждой паре каналов первый и второй согласующие усилители, входы которых являются входами нечетного и четного каналов, выходы первого и второго согласующего усилителя соединены с входами соответственно первого и второго интегрирующего узла, выход первого интегрирующего узла соединен с первым входом первого аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выход которого соединен с нечетным входом узла аналого-цифрового преобразования, выход которого является выходом многоканального устройства сбора данных с акселерометров, четный вход узла аналого-цифрового преобразования соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а управляющие выходы узла аналого-цифрового преобразования соединены с управляющими входами первого и второго аналоговых коммутаторов [Устройство виброизмерительное портативное (сборщик-анализатор вибросигналов 3-х канальный) СМ-3001. Руководство по эксплуатации. СМ-3001.002 РЭ. Общество с ограниченной ответственностью. "ИНКОТЕС", 2009 г., с. 11, рис. 5.3].Closest to the proposed and selected as a prototype is a multi-channel device for collecting data from accelerometers, containing in each pair of channels the first and second matching amplifiers, the inputs of which are the inputs of the odd and even channels, the outputs of the first and second matching amplifiers are connected to the inputs of the first and the second integrating node, the output of the first integrating node is connected to the first input of the first analog switch, the output of which is connected to the input of the first lower filter frequency, the output of which is connected to the odd input of the analog-to-digital conversion unit, the output of which is the output of the multi-channel device for collecting data from accelerometers, the even input of the analog-to-digital conversion unit is connected to the output of the second low-pass filter, and the control outputs of the analog-to-digital conversion unit are connected to control inputs of the first and second analog switches [Portable vibration measuring device (collector-analyzer of vibration signals 3-channel) SM-3001. Manual. SM-3001.002 RE. Limited liability company. "INCOTES", 2009, with. 11, fig. 5.3].
Известное устройство не обеспечивает:The known device does not provide:
- контролепригодности, поскольку не позволяет сравнить прохождение синхронных сигналов по измерительным каналам;- control suitability, because it does not allow to compare the passage of synchronous signals through the measuring channels;
- функциональной гибкости, поскольку не позволяет выбрать сочетания сигналов, вводимых по паре каналов с целью оптимизации метрологических характеристик;- functional flexibility, because it does not allow you to choose a combination of signals input over a pair of channels in order to optimize metrological characteristics;
- достоверности функционирования и отказоустойчивости, например, при использовании получаемых данных для реализации функций защиты по превышению допустимого уровня вибрации, поскольку не позволяет восстановить потерю данных в каком-либо из каналов из-за отказа одного или нескольких элементов в нем.- reliability of operation and fault tolerance, for example, when using the obtained data to implement protection functions to exceed the permissible vibration level, since it does not allow to restore data loss in any channel due to the failure of one or more elements in it.
Целью предлагаемого изобретения является обеспечение повышенной контролепригодности, функциональной гибкости и достоверности функционирования.The aim of the invention is the provision of increased controllability, functional flexibility and reliability of operation.
Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном устройстве сбора данных с акселерометров, содержащем в группе каналов согласующие усилители, входы которых являются входами каналов, выходы согласующих усилителей соединены с входами соответствующих интегрирующих узлов, выход каждого интегрирующего узла соединен с первым входом соответствующего аналогового коммутатора, выход которого соединен с входом соответствующего фильтра нижних частот, выход которого соединен с соответствующим входом узла аналого-цифрового преобразования соответствующей группы каналов, выход которого является выходом данной группы каналов многоканального устройства сбора данных с акселерометров, а управляющие выходы узла аналого-цифрового преобразования каждой группы каналов соединены с управляющими входами аналоговых коммутаторов этой группы каналов, второй вход аналогового коммутатора каждого канала данной группы каналов соединен с выходом согласующего усилителя того же канала другой группы каналов.This goal is achieved in that in a multi-channel device for collecting data from accelerometers containing matching amplifiers in the channel group, the inputs of which are channel inputs, the outputs of matching amplifiers are connected to the inputs of the corresponding integrating nodes, the output of each integrating node is connected to the first input of the corresponding analog switch, the output which is connected to the input of the corresponding low-pass filter, the output of which is connected to the corresponding input of the analog-to-digital unit the corresponding channel group, the output of which is the output of the channel group of the multi-channel device for collecting data from accelerometers, and the control outputs of the analog-to-digital conversion unit of each channel group are connected to the control inputs of the analog switches of this channel group, the second input of the analog switch of each channel of this channel group is connected with the output of the matching amplifier of the same channel of another group of channels.
Другое отличие многоканального устройства сбора данных с акселерометров состоит в том, что узел аналого-цифрового преобразования содержит в каждом канале аналого-цифровой преобразователь, входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей с программируемым коэффициентом усиления, входы которых являются соответствующими входами узла аналого-цифрового преобразования, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами интерфейса, выход которого является выходом данного узла аналого-цифрового преобразования, а соответствующие управляющие выходы интерфейса соединены с управляющими входами усилителей с программируемым коэффициентом усиления и с управляющими выходами данного узла аналого-цифрового преобразования.Another difference of the multichannel device for collecting data from accelerometers is that the analog-to-digital conversion unit contains an analog-to-digital converter in each channel, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding amplifiers with a programmable gain, the inputs of which are the corresponding inputs of the analog-to-digital conversion unit, the outputs of the analog-to-digital converters are connected to the inputs of the interface, the output of which is the output of this node of the analog-to-digital conversion, and The appropriate interface control outputs connected to control inputs of amplifiers with programmable gain and outputs to the control node of the analog-digital conversion.
Другое отличие многоканального устройства сбора данных с акселерометров состоит в том, что первый и второй интегрирующие узлы содержат первый и второй интеграторы, причем вход первого интегратора является входом интегрирующего узла, выход которого является выходом второго интегратора, вход которого соединен с выходом первого интегратора.Another difference of the multichannel device for collecting data from accelerometers is that the first and second integrating nodes contain the first and second integrators, and the input of the first integrator is the input of the integrating node, the output of which is the output of the second integrator, the input of which is connected to the output of the first integrator.
Другое отличие многоканального устройства сбора данных с акселерометров состоит в том, что интегрирующие узлы содержат операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего узла и соединен через первый резистор с инверсным входом операционного усилителя, который через первый конденсатор соединен с первым выводом второго резистора, который через второй конденсатор соединен с выходом операционного усилителя, прямой вход которого соединен с общей шиной, которая соединена с вторым выводом второго резистора и через третий конденсатор соединена с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с входом интегрирующего узла и инверсным входом операционного усилителя.Another difference of the multichannel device for collecting data from accelerometers is that the integrating nodes contain an operational amplifier, the output of which is the output of the integrating node and is connected through the first resistor to the inverse input of the operational amplifier, which is connected through the first capacitor to the first output of the second resistor, which through the second the capacitor is connected to the output of the operational amplifier, the direct input of which is connected to a common bus, which is connected to the second output of the second resistor and through a third the second capacitor is connected to the first terminals of the third and fourth resistors, the second terminals of which are connected respectively to the input of the integrating node and the inverse input of the operational amplifier.
Другое отличие многоканального устройства сбора данных с акселерометров состоит в том, что интегрирующие узлы содержат дополнительный операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего узла, который соединен через первый дополнительный конденсатор с инверсным входом дополнительного операционного усилителя, который через первый дополнительный резистор соединен с первыми выводами второго и третьего дополнительных резисторов и второго дополнительного конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом дополнительного операционного усилителя, первым выводом третьего дополнительного конденсатора и общей шиной, которая соединена с прямым входом дополнительного операционного усилителя, а второй вывод третьего дополнительного конденсатора является входом интегрирующего узла.Another difference of the multi-channel device for collecting data from accelerometers is that the integrating nodes contain an additional operational amplifier, the output of which is the output of the integrating node, which is connected through the first additional capacitor to the inverse input of the additional operational amplifier, which is connected through the first additional resistor to the first terminals of the second and a third additional resistors and a second additional capacitor, the second terminals of which are connected respectively yield additional operational amplifier, a first terminal of the third additional capacitor and a common bus, which is connected to the direct input of the additional operational amplifier, and the second terminal of the third capacitor is an additional input of the integrating unit.
Другое отличие многоканального устройства сбора данных с акселерометров состоит в том, что узел аналого-цифрового преобразования содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом мультиплексора, аналоговые входы которого соединены с выходами соответствующих элементов выборки и хранения, аналоговые входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей с программируемым коэффициентом усиления, аналоговые входы которых являются входами узла аналого-цифрового преобразования, управляющие входы усилителей с программируемым коэффициентом усиления и управляющие входы элементов выборки и хранения соединены с выходами интерфейса, входная шина которого соединена с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходная шина интерфейса является выходом данного узла аналого-цифрового преобразования, управляющие выходы которого являются управляющими выходами интерфейса.Another difference of the multichannel device for collecting data from accelerometers is that the analog-to-digital conversion unit contains an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the multiplexer, the analog inputs of which are connected to the outputs of the corresponding sampling and storage elements, the analog inputs of which are connected to the outputs of the corresponding programmable gain amplifiers, the analog inputs of which are inputs of the analog-to-digital conversion unit, the control inputs of the amplifier programmable gain and control inputs of the sampling and storage elements are connected to the outputs of the interface, the input bus of which is connected to the output of the analog-to-digital converter, and the output bus of the interface is the output of this node of the analog-to-digital conversion, the control outputs of which are the control outputs of the interface.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана структурная схема многоканального устройства сбора данных с акселерометров.In FIG. 1 shows a block diagram of a multi-channel device for collecting data from accelerometers.
На фиг. 2-4 приведены примеры структурных схем интегрирующих узлов.In FIG. 2-4 are examples of structural diagrams of integrating nodes.
На фиг. 5 показан пример структурной схемы узла аналого-цифрового преобразования.In FIG. 5 shows an example of a block diagram of an analog-to-digital conversion unit.
Многоканальное устройство для сбора данных с акселерометров, как показано на фиг. 1, содержит группы каналов 1 и 2, в каждой группе каналов в каждом канале оно содержит согласующие усилители 3, входы которых являются входами 4 каналов, выходы согласующих усилителей 3 соединены с входами соответствующих интегрирующих узлов 5, выход каждого интегрирующего узла 5 соединен с первым входом соответствующего аналогового коммутатора 6, выход которого соединен с входом соответствующего фильтра нижних частот 7, выход которого соединен с соответствующим входом узла 9 аналого-цифрового преобразования соответствующей группы каналов, выход 10 которого является выходом данной группы каналов многоканального устройства для сбора данных с акселерометров, а управляющие выходы узла 9 аналого-цифрового преобразования каждой группы каналов соединены с управляющими входами аналоговых коммутаторов 6 этой группы каналов, второй вход аналогового коммутатора 6 каждого канала данной группы каналов соединен с выходом согласующего усилителя 3 того же канала другой группы каналов.A multi-channel device for collecting data from accelerometers, as shown in FIG. 1, contains groups of
Узел 9 аналого-цифрового преобразования, показанный на фиг. 1, содержит в каждом канале аналого-цифровой преобразователь 11, входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей 12 с программируемым коэффициентом усиления, входы которых являются соответствующими входами узла 9 аналого-цифрового преобразования, выходы аналого-цифровых преобразователей 11 соединены с входами интерфейса 13, выход которого является выходом 10 данного узла аналого-цифрового преобразования, а соответствующие управляющие выходы интерфейса 13 соединены с управляющими входами усилителей 12 с программируемым коэффициентом усиления и с управляющими выходами данного узла 9 аналого-цифрового преобразования.The analog-to-
Как показано на фиг. 2, интегрирующий узел содержит первый 14 и второй 15 интеграторы, причем вход первого интегратора 14 является входом интегрирующего узла 5, выход которого является выходом второго интегратора 15, вход которого соединен с выходом первого интегратора 14.As shown in FIG. 2, the integrating node contains the first 14 and second 15 integrators, the input of the
Как показано на фиг. 3, интегрирующий узел содержит операционный усилитель 16, выход которого является выходом интегрирующего узла и соединен через первый резистор 17 с инверсным входом операционного усилителя 16, который через первый конденсатор 18 соединен с первым выводом второго резистора 19, который через второй конденсатор 20 соединен с выходом операционного усилителя 16, прямой вход которого соединен с общей шиной 21, которая соединена с вторым выводом второго резистора 19 и через третий конденсатор 22 соединена с первыми выводами третьего 23 и четвертого 24 резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с входом интегрирующего узла и инверсным входом операционного усилителя 16.As shown in FIG. 3, the integrating unit contains an
Как показано на фиг. 4, интегрирующий узел содержит дополнительный операционный усилитель 25, выход которого является выходом интегрирующего узла, который соединен через первый дополнительный конденсатор 26 с инверсным входом дополнительного операционного усилителя 25, который через первый дополнительный резистор 27 соединен с первыми выводами второго 28 и третьего 29 дополнительных резисторов и второго дополнительного конденсатора 30, вторые выводы которых соединены соответственно с выходом дополнительного операционного усилителя 25, первым выводом третьего дополнительного конденсатора 31 и общей шиной 21, которая соединена с прямым входом дополнительного операционного усилителя 25, а второй вывод третьего дополнительного конденсатора 31 является входом интегрирующего узла.As shown in FIG. 4, the integrating unit comprises an additional operational amplifier 25, the output of which is the output of the integrating unit, which is connected through the first
Как показано на фиг. 5, узел 9 аналого-цифрового преобразования содержит аналого-цифровой преобразователь 32, вход которого соединен с выходом мультиплексора 33, аналоговые входы которого соединены с выходами соответствующих элементов 34 выборки и хранения, аналоговые входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей 35 с программируемым коэффициентом усиления, аналоговые входы которых являются входами узла 9 аналого-цифрового преобразования, управляющие входы усилителей 35 с программируемым коэффициентом усиления и управляющие входы элементов 34 выборки и хранения соединены с выходами интерфейса 13, входная шина которого соединена с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходная шина интерфейса является выходом 10 данного узла 9 аналого-цифрового преобразования, управляющие выходы которого являются управляющими выходами интерфейса 13.As shown in FIG. 5, the analog-to-
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На входы 4 поступают сигналы от акселерометров. Эти сигналы проходят через усилители 3 и с выходов этих усилителей поступают на входы интегрирующих узлов 5. С выходов интегрирующих узлов 5 сигналы через аналоговые коммутаторы 6 поступают на входы фильтров нижних частот 7 и, проходя через них, на входы 8 узла 9 аналого-цифрового преобразования 9, на выходе 10 которого формируется последовательность собираемых данных.
Если интегрирующие узлы 7 реализуют функцию одинарного интегрирования или являются интегрирующими звеньями первого порядка, т.е. в рабочей полосе частот они имеют амплитудно-частотную характеристику с крутизной спада 6 дБ/октаву, сигналы на их выходах соответствуют виброскорости.If the
Если интегрирующие узлы 7 реализуют функцию двойного интегрирования или являются интегрирующими звеньями второго порядка, т.е. в рабочей полосе частот они имеют амплитудно-частотную характеристику с крутизной спада 12 дБ/октаву, сигналы на их выходах соответствуют виброскорости. Двойное интегрирование может быть реализовано последовательным выполнением одинарного интегрирования, как показано на фиг. 2.If the
Как двойное, так и одинарное интегрирование может быть реализовано также одной схемой, показанной на фиг. 4, выбором соответствующих номиналов пассивных элементов.Both double and single integration can also be implemented by a single circuit, shown in FIG. 4, by selecting the appropriate ratings of the passive elements.
Аналоговые коммутаторы 6 позволяют передать на входы узла 9 аналого-цифрового преобразования также и сигналы, соответствующие ускорению при изменении их коммутации. В этом случае данные на выходе 10 устройства соответствуют виброускорению.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сбор данных, соответствующих виброускорению и виброскорости или виброперемещению.Thus, the proposed device provides the collection of data corresponding to vibration acceleration and vibration velocity or vibration displacement.
Поскольку в предлагаемом устройстве аналоговые коммутаторы 6 позволяют собирать ускорение с соседней группы каналов, возможен сбор данных, например, виброскорости или виброперемещения по первому каналу первой группы каналов 1 и виброускорения для этого канала по первому каналу второй группы каналов. Аналогичным образом через узлы аналого-цифрового преобразования разных групп каналов возможно синхронно получать информацию для каждого из каналов. Сравнение таких данных с выходов 10 устройства сбора данных может обеспечить контроль правильности работы элементов каналов.Since in the proposed
Наибольший эффект обеспечивает реализация с использованием интегрирующих узлов 5, реализующих функцию двойного интегрирования, поскольку в этом случае, если аналоговые коммутаторы 6 скоммутированы одинаково, устройство обеспечивает ввод по каналам виброускорения или виброперемещения. Поскольку узлы двойного интегрирования 5 обеспечивают существенное усиление сигналов в низкочастотной части рабочей полосы частот, ввод сигналов виброперемещения позволяет эффективно контролировать низкочастотную вибрацию. Так как акселерометры неэффективны в области нижних частот, где реальные уровни вибрации обычно по ускорению малы и близки к нижней границе динамического диапазона акселерометров, а ввод сигналов виброускорения позволяет эффективно контролировать высокочастотную вибрацию без перегрузки каналов, но не эффективен для оценки низкочастотной вибрации. В рассмотренных режимах предлагаемое устройство обеспечивает возможность оптимального выбора при анализе вибрации, для которой значимые значения соответствуют нижней или верхней части рабочего диапазона частот.The greatest effect is achieved by using
Предлагаемое устройство также обеспечивает возможность одновременного ввода с одного из акселерометров как виброускорения, так и виброперемещения. Это позволяет одновременно получать информацию как о низкочастотных составляющих вибрации в виде виброперемещения, так и о высокочастотных в виде виброускорения. Следует принять во внимание, что в рабочей полосе частот операция двойного интегрирования соответствует фазовому сдвигу сигналов на 180°, но поскольку схемы узлов, представленные на фиг. 2 и 3, являются инвертирующими, фазы сигналов виброускорения и виброперемещения при их одновременном вводе через предлагаемое устройство близки. Это позволяет при дальнейшей обработке сравнить их между собой и, в частности, получить оценки квадрата виброскорости, т.е. оценку энергии вибрационных колебаний, используемую для виброзащиты по превышению допустимого уровня, наряду с виброперемещением и виброускорением, используемыми для вибрационной диагностики.The proposed device also provides the ability to simultaneously input from one of the accelerometers both vibration acceleration and vibration displacement. This allows you to simultaneously receive information about both the low-frequency components of vibration in the form of vibration displacement and high-frequency in the form of vibration acceleration. It should be noted that in the working frequency band, the double integration operation corresponds to a phase shift of the signals by 180 °, but since the node circuits shown in FIG. 2 and 3 are inverting, the phases of the signals of vibration acceleration and vibration during their simultaneous input through the proposed device are close. This allows for further processing to compare them with each other and, in particular, to obtain estimates of the square of the vibration velocity, i.e. an estimate of the energy of vibrational vibrations used for vibration protection by exceeding the permissible level, along with vibration displacement and vibration acceleration used for vibration diagnostics.
Предлагаемое устройство обеспечивает возможность такого прецизионного синхронного ввода для каждого из сигналов и для их комбинаций.The proposed device provides the possibility of such a precision synchronous input for each of the signals and for their combinations.
Возможность ввода сигналов от одной группы датчиков через два узла аналого-цифрового преобразования разных групп каналов обеспечивает возможность контроля и резервирования в случае отказа в одной из групп каналов, что существенно повышает надежность устройства, при сохранении возможности по всем каналам. Таким образом, предлагаемое решение, не требуя увеличения затрат на дополнительные элементы и узлы, обеспечивает повышение контролепригодности, надежности и отказоустойчивости, расширение функциональных возможностей и функциональной гибкости, а также области применения, так как, например, для сигналов со сложным спектром, имеющим значимые составляющие как в низкочастотной части рабочей полосы частот, так и в высокочастотной ее части, получить синхронные данные оптимально возможным разрешением при выполнении аналого-цифрового преобразования узлом 9, расширяя эффективный динамический диапазон при сборе сигналов с акселерометров.The ability to input signals from one group of sensors through two nodes of analog-to-digital conversion of different groups of channels provides the ability to control and backup in case of failure in one of the groups of channels, which significantly increases the reliability of the device, while maintaining the ability for all channels. Thus, the proposed solution, without requiring an increase in the cost of additional elements and nodes, provides increased control, reliability and fault tolerance, expansion of functionality and functional flexibility, as well as the scope, since, for example, for signals with a complex spectrum having significant components both in the low-frequency part of the working frequency band and in the high-frequency part of it, to obtain synchronous data with the best possible resolution when performing analog-to-digital
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140143A RU2658569C2 (en) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | Multi-channel device for data collection with accelerometers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140143A RU2658569C2 (en) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | Multi-channel device for data collection with accelerometers |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016140143A RU2016140143A (en) | 2018-04-12 |
| RU2016140143A3 RU2016140143A3 (en) | 2018-04-27 |
| RU2658569C2 true RU2658569C2 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=61974504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016140143A RU2658569C2 (en) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | Multi-channel device for data collection with accelerometers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658569C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108319183A (en) * | 2017-12-19 | 2018-07-24 | 北京旋极信息技术股份有限公司 | A kind of multichannel analog amount harvester and method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
| US20060061545A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-03-23 | Media Lab Europe Limited ( In Voluntary Liquidation). | Motion-activated control with haptic feedback |
| US7705756B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-04-27 | Slicex, Inc. | Multi-channel analog-to-digital converter |
-
2016
- 2016-10-12 RU RU2016140143A patent/RU2658569C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
| US20060061545A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-03-23 | Media Lab Europe Limited ( In Voluntary Liquidation). | Motion-activated control with haptic feedback |
| US7705756B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-04-27 | Slicex, Inc. | Multi-channel analog-to-digital converter |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Richard S. Figliola, Donald Е. Beasley. Theory and Design for Mechanical Measurements. Fifth Edition. John Wiley Sons, Inc., 2011, стр. 283, рис. 7.13. Design Considerations for a Data Acquisition System (DAS). Application note AN535, September 2002, Intersil Americas Inc., Fig. 2, c. 2. * |
| СМ-3001. Руководство по эксплуатации. СМ-3001.002 РЭ. Общество с ограниченной ответственностью. "ИНКОТЕС", 2009 г., с. 11, рис. 5.3. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108319183A (en) * | 2017-12-19 | 2018-07-24 | 北京旋极信息技术股份有限公司 | A kind of multichannel analog amount harvester and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016140143A (en) | 2018-04-12 |
| RU2016140143A3 (en) | 2018-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4875201B2 (en) | Various charge sampling circuits | |
| WO2016113653A1 (en) | Continuous self-test in capacitive sensor | |
| RU2658569C2 (en) | Multi-channel device for data collection with accelerometers | |
| WO2006083325A1 (en) | Direct current offset cancellation and phase equalization for power metering devices | |
| US20230032538A1 (en) | Sensor signal multiplexer and digitizer with analog notch filter and optimized sample frequency | |
| RU2644620C1 (en) | Multichannel device for data collection from accelerometers | |
| RU2401419C2 (en) | Multichannel data acquisition device for sensors with two-wire interface (versions) | |
| RU2631019C1 (en) | Compensation accelerometer | |
| RU2658570C2 (en) | Multichannel device for collecting signals from accelerometers | |
| FI126662B (en) | Kapacitansbehandlingskrets | |
| RU2536097C1 (en) | Vibration meter | |
| RU2748609C1 (en) | Fourth-order low-frequency filter | |
| JP2009031032A (en) | Processing method and configuration method for configuring seismometer from plurality of acceleration sensors | |
| RU2695977C1 (en) | Active third-order low-pass rc filter on an operational amplifier with a paraphrase output | |
| Dean et al. | An improved capacitance measurement technique based of RC phase delay | |
| RU2695981C1 (en) | Active rc-filter of lower frequencies of third order with differential input based on operational amplifier with paraphrase output | |
| JP5811176B2 (en) | Physical quantity sensor and physical quantity detection method | |
| RU2486469C1 (en) | Method to suppress false signal in angular speed metre with micromechanical gyroscopes | |
| RU2718210C1 (en) | Active low-pass rc-filter with single element pole frequency tuning on differential and multi-differential operational amplifiers | |
| JP2006340046A (en) | Variable gain circuit and application device using the same | |
| Yang et al. | Configurable hardware-effcient interface circuit for multi-sensor microsystems | |
| WO2014092060A1 (en) | Sensor element and composite sensor | |
| RU2399890C1 (en) | Multichannel device for analysing spatial vector quantities (versions) | |
| RU2721155C1 (en) | Low-pass filter of third order with minimum number of capacitors per order | |
| US8145175B2 (en) | Sampling filter apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181013 |