SU1552127A1 - Устройство дл измерени логарифмического декремента затухани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  логарифмического дискремента затухани . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Дл  этого на второй и третий входы блока управлени  подают входной ступенчатый сигнал и реакцию объекта на входной сигнал. Блок 1 управлени  очищает блоки 2, 3 и 9 пам ти и осуществл ет в них поочередную запись. Открытые ключи 4, 5 разрешают осуществл ть считывание информации из блоков 2 и 3 пам ти и сравнение экстремальных точек кривой переходного процесса в блоке 6 сравнени , состо щем из элемента 7 сравнени  по абсолютной величине и элемента 8 сравнени . После срабатывани  триггера 17 через ключ 12 установившеес  значение выходной величины поступает на сумматор 11, где сравниваетс  с максимальным значением, поступающим через ключ 10. Величина декремента затухани  вычисл етс  в блоках делени  13, логарифмировани  14 и масштабировани  15 и отображаетс  в блоке 16 регистрации. Блок 1 управлени  содержит дифференцирующие цепи 18, 23, 27, 28, 29 и 35, дифференцирующее звено 21, триггеры 19, 22 и 34, одновибратор 33, диоды 38 и 37, диодную матрицу 24, ключи 20, 30, 31 и 32, элементы ИЛИ 25 и 26. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  декремента затухани  конструкции .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  измерени  логарифмического декремента затухани ; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство дл  измерени  логариф- ического декремента затухани  содер- кит блок 1 управлени , блоки 2 и 3 Пам ти, ключи 4 и 5, блок 6 сравне- |Ни , состо щий из элемента 7 сравнени  и элемента 8 сравнени  по абсо- .Пютной величине, блок 9 пам ти, ключ 10, сумматор 11, ключ 12, блок 13 де- гени , блок 14 логарифмировани , блок 5 масштабировани , блок 16 регистрации и триггер 17.

Блок 1 управлени  состоит из дифференцирующей цепи 18, триггера 19, ключа 20, дифференцирующего звена 21, триггера Шмидта 22, дифференцирующей цепи 23, диодной матрицы 24 с триг- верным входом, элементов ИЛИ 25 и 26, дифференцирующих цепей 27 - 29, ключей 30 - 32, одновибратора 33, триггера 34, дифференцирующих цепей 35 и 36, диодов 37 и 38.

Дифференцирующа  цепь 18, триггер 19, ключ 20, дифференцирующее звено $1, триггер Шмидта 22, дифференцирующа  цепь 23, диодна  матрица 24 с фриггерным входом, элемент ИЛИ 25, Аифференцирующа  цепь 27, ключ 30 Соединены последовательно.

Выход ключа 30 подключен к перво- iky входу блока 2 пам ти и  вл етс  первым выходом блока 1 управлени .

Диодна  матрица 24 с триггерным

ходом подключена к входу элемента {ШИ 25 нечетными выходными шинами,

| к входу элемента ИЛИ 26 - четными йыходными шинами, начина  с четвертой , далее шеста  и т.д. Дифференцирующа  цепь 23 и ключ 31 соединены последовательно, выход ключа 31 подключен к первому входу блока 3 пам ти и  вл етс  вторым выходом блока 1 управлени . Выход элемента ИЛИ 26 Соединен с входом дифференцирующей Цепи 28 и с входом одновибратора 33, «ыход которого подключен к первому «ходу триггера 34, первый выход кото- рого подключен к дифференцирующей цепи 35, а второй - к дифференцирующей цепи 36, к выходам дифференцирую .1ДИХ цепей 35 и 36 подключены диоды 37 и 38 соответственно.

Выходы диодов 37 и 38 подключены соответственно к вторым входам блоков 2 и 3 пам ти и  вл ютс  третьим и

5

5

четвертым выходами блока 1 управлени .

Втора  выходна  шина диодной матрицы 24 с триггерным входом подключена к дифференцирующей цепи 29 выход ее подключен к первому входу ключа 32, выход ключа 32 подключен к первому входу блока 9 пам ти и  вл етс  п тым выходом блока 1 управлени . К вторым входам ключей 4 и 5 подключен выход одновибратора 33, который  вл етс  шестым выходом блока 1 управлени .

К вторым входам ключей 30 - 32 подключен выход ключа 20. К третьим входам блоков 2 и 3 пам ти, вторым входам блока 9 пам ти, триггера 34, блока 16 регистрации подключен выход дифференцирующей цепи 18, который  вл етс  седьмым выходом блока 1 управлени . Выход блока 2 пам ти подключен к Первому входу ключа 4, выход блока 3 пам ти подключен к первому входу ключа 5.

Выходы ключей 4 и 5 подключены к первому и второму входам блока 6 сравнени . Выход блока 6 сравнени  подключен к входу триггера 17 эмит- терной св зью. Первый вход ключа 10 подключен к выходу блока 9 пам ти, первый вход ключа 12 подключен к выходу блока 2 пам ти. Выход триггера 17 подключен к вторым входам триггера 19 и ключей 10 и 12. Выход ключа 10 и второй выход ключа 12 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 11. Первый выход ключа 12 подключен к первому входу блока 13 делени , к второму входу которого подключен выход сумматора 11, Блоки делени  13, логарифмировани  14, масштабировани  15 и регистрации 16 соединены последовательно.

Второй вход триггера 19  вл етс  первым входом блока 1 управлени . Вход дифференцирующей цепи 18 подключен к входной клемме объекта измерени  и  вл етс  вторым входом блока 1 управлени . Второй вход ключа 20 подключен к выходной клемме-объекта измерени  и  вл етс  третьим входом блока 1 управлени ,

Первый и второй входы элемента 7 сравнени  соединены по абсолютной величине соответственно с первым и вторым входами блока 6 сравнени . Первый вход элемента 8 сравнени  соединен с выходом элемента 7 сравнени  по абсолютной величине, второй вход элемента 8 сравнени  подключен к шине сигнала допустимой ошибки Д, выход элемента 8 сравнени   вл етс  выходом блока 6 сравнени .

Устройство дл  измерени  логарифмического декремента затухани  работает следующим образом.

В основу работы устройства положен алгоритм, базирующийс  на положении, что дл  временной переходной функции колебательного процесса логарифмический декремент затухани  выражаетс  з ависимо ст ыо:

Ъ

1

-In

,зМ

ДЬ

макс

где h(t/) - установившеес  значение переходной функции;

ЛЬ

Ллакс

h

ллакс

- Ь (со),

где h а|сс - максимальное значение переходной функции. На второй и третий входы блока 1 управлени  соответственно подают входной ступенчатый сигнал X 6Х (t) и X

вы к

(t) - реакцию объекта на входной сигнал. На временной диаграмме фиг.2 эти сигналы показаны на графиках 2а и 2г.

Сигнал X вх (t) дифференцируют (дифференцирующа  цепь 18). После дифференцировани  этот сигнал имеет вид, изображенный на фиг.26. Продифференцированный входной сигнал опрокидывает триггер 19, открыва  тем самым ключ 20 дл  прохождени  (t) в блок 1 управлени , кроме того, очищает блоки 2,3,9 пам ти, устанавливает триггер 34 в исходное состо ние , делает отметку о включении блока 16 регистрации.

Выходной сигнал через открытый ключ 18 поступает на дифференцирующую цепь 21, где его дифференцируют (фиг.2д), затем триггер Шмидта 22 формирует пр моугольные импульсы (фиг.2е), которые с помощью дифференцирующей цепи 23 дифференцируют и на выходе получают импульсы, изображенные на фиг,2ж.

Диодна  матрица 24 с триггерным входом производит счет импульсов, изображенных на фиг,2ж. При этом второй импульс открывает кратковременно .ключ 32 через дифференцирующую цепь

29 и в блок 9 пам ти записывают максимальное значение выходной координаты ЬЛ,ахС , Третий импульс через элес мент 1ШИ 25, дифференцирующую цепь 27 открывает ключ 30 дл  записи второго максимума в блок 2 пам ти, четвертый импульс открывает ключ 31 (через элемент ИЛИ 26, дифференцирующую цепь 28)

10 дл  записи третьего максимума в блок 3 пам ти. На элемент ИЛИ 25 подают нечет - ные импульсы (начина  с третьего), на элемент ИЛИ 26-четные (начина  счетвер- ого) . Очередность записи в пам ть бло15 ов2,3и9, а также очистки пам ти, вызов из пам ти бсуществл ет блок 1 управ- (1) лени , роль генератора импульсов в котором играет сигнал X еы)- (t ) , преобразованный в тактовые импульсы управлени , ,

20Из диаграмм фиг.2г видно, что максимум и минимум функции X gblf (t) соответствует значению продифференцированной функции X &ых (t) дифференцирующей цепи 21 в точках с нулевыми

25 ординатами.

Таким образом, четвертый импульс, поступающий на элемент ПЛИ 26, на выходе одновибратора 33 дифференцируетс  цепью 28, чтобы открыть ключ 31 и

30 записать третий экстремум выходной координаты в блок 3 пам ти, а также этот импульс запускает одновибратор

(2)

35

40

45

50

55

32, который опрокидывает триггер 34 и одновременно открывает ключи 4 и- 5 дл  разрешени  считывани  информации из блоков 2 и 3 пам ти, а также сравнени  по абсолютной величине значений второй и третьей экстремальных точек кривой переходного процесса элементом 7 сравнени  по абсолютной величине. С выхода элемента 7 сравнени  по абсолютной величине сигнал о поступает на первый вход элемента сравнени . На второй вход элемента 8 сравнени  подают сигнал допустимой ошибки Д. С выхода элемента 8 сравнени  сигнал поступает на вход триггера 17 с эмчттерной св зью, настроенного на срабатывание по услови м Д.

В результате срабатывани  триггера 17 опрокидываетс  триггер 19 и прекращаетс  прохождение X еых (t) в блок Jуправлени  (фиг.2в,з). Через ключ 12 установившеес  значение выходной величины h(uo) поступает на сумматор 11, где сравниваетс  со значением h ма.. , поступающим через ключ 10 на

5

0

5

0

5

32, который опрокидывает триггер 34 и одновременно открывает ключи 4 и- 5 дл  разрешени  считывани  информации из блоков 2 и 3 пам ти, а также сравнени  по абсолютной величине значений второй и третьей экстремальных точек кривой переходного процесса элементом 7 сравнени  по абсолютной величине. С выхода элемента 7 сравнени  по абсолютной величине сигнал о поступает на первый вход элемента сравнени . На второй вход элемента 8 сравнени  подают сигнал допустимой ошибки Д. С выхода элемента 8 сравнени  сигнал поступает на вход триггера 17 с эмчттерной св зью, настроенного на срабатывание по услови м Д.

В результате срабатывани  триггера 17 опрокидываетс  триггер 19 и прекращаетс  прохождение X еых (t) в блок Jуправлени  (фиг.2в,з). Через ключ 12 установившеес  значение выходной величины h(uo) поступает на сумматор 11, где сравниваетс  со значением h ма.. , поступающим через ключ 10 на

Второй вход сумматора 11. На выходе сумматора 11 величина Ah (hMa)(C - h(co) поступает на вход блока 13 делени , на второй вход это- fo блока поступает сигнал h (to).

) Ah

Частное от делени ;

поступает

tfa вход блока 14 логарифмировани . В блоки 15 масштабировани  вы- ч|исл ют величину

«„-i-.lnЬ&2.1

А ft in &h

к|отора  поступает на блок 16 регист- .

После сравнени  третьего и четвертого 3 и 4 экстремальных значений

0

5

функции X вы, (t) в блоке 6 сравнени  невыполнени , неравенства U5 S , триггер 34 через дифференцирующую цепь 36, диод 38 очистит пам ть блока пам ти дл  записи п того экстремального значени  функции, произойдет сравнение четвертого и п того экстремальных значений функций и т.д. до тех пор, пока не удовлетворитс  неравенство i . §,

Использование предлагаемого устройства дл  измерени  логарифмического декремента затухани  позвол ет повысить точность изменений, так как обеспечиваетс  возможность определ ть логарифмический декремент затухани  с наперед заданной точностью.

а

Xf(t)

& Uдифф. звено

$

#

триггера

мах

Uдифф. звена

Umft.

Ulft.

l

I-I - rn

Udugxp. цепи

Г

Г

Фиг. 2

Составитель Ю.Минкин Редактор В.Бугренкова Техред М.ХоданичКорректор С.Иевкун

Заказ 3460

Тираж 557

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

t -t

k

Г

Подписное

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА ЗАТУХАНИЯ, содержащее блок управления, сумматор, четыре ключа, блок сравнения и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены три блока памяти и последовательно соединенные блок деления, блок логарифмирования, блок масштабирования и блок регистрации, первый выход блока управления подключен к первому входу первого блока памяти, второй выход блока управления подключей к первому входу второго блока памяти, третий выход - к второму входу первого блока памяти, чет2 вертый выход - к второму входу второго блока памяти, пятый выход - к Первому входу третьего блока памяти, выход первого блока памяти через первый ключ подключен к первому входу блока сравнения, а выход второго блока памяти через второй ключ подключен к второму входу блока сравнения, выход блока сравнения через последовательно соединенные триггер и третий ключ соединен с первым входом блока деления, выход триггера подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с входной клеммой объекта, а третий вход с выходной клеммой объекта, выход q третьего блока памяти через последот· вательно соединенные четвертый ключ и сумматор подключен к второму входу блока деления, выход триггера подключен к второму входу четвертого ключа, выход первого блока памяти соединен с вторым входом третьего ключа, второй выход которого подключен к второму входу сумматора, шестой выход бло’ ка управления подключен к вторым входам первого и второго ключей, седьмой выход блока управления подключен к третьим входам первого и второго блоков памяти, к второму входу третьего блока памяти и к второму входу блока регистрации.