SU845112A1

SU845112A1 - Polyharmonic analyzer

Info

Publication number: SU845112A1
Application number: SU792801216A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Бертусович Лукашенок; Михаил Васильевич Ушаков
Original assignee: Рижский Краснознаменный Институтинженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1981-07-07

Description

(54) ПОЛИГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР(54) POLYHARMONIC ANALYZER

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, предназначено лл одновременного синхронного определени полигармонических составл ющих различных исследуемых процессов и может быть использовано в низкочастотной аппаратуре гармонического анализа , в частности, дл эксперименталь ного исследовани нестационарных характеристик воздушных судов в аэродинамических трубах активным способомThe invention relates to electrical measuring equipment, is intended for simultaneous simultaneous determination of the polyharmonic components of various processes under study and can be used in low-frequency harmonic analysis equipment, in particular, for experimental study of unsteady characteristics of aircraft in wind tunnels in an active way.

Известны гармонические анализаторы которые содержат задатчик вынужденных колебаний, преобразователь нагрузок , тензоусилитель, аттенюатор , две пары перемножающих мостов с фоторезис торами, кажда из. которых отделена от своего осветител светонепроницаемым модул тором, жестко сочлененным с -валом задатчика, интеграторы, сумматор и регистрирую1вее устройство, мост посто нного тока с фоторезисторами , освещаемыми осветителем фоторезисторов первой пары перемножакхцих мостов; при этом выход синфазного моста соединен с сумматором, к второму входу которого подключен выход аттенюатора ГЦ .Harmonic analyzers are known which contain a generator of forced oscillations, a load transducer, a strain amplifier, an attenuator, two pairs of multiplying bridges with photoresistors, each of. which are separated from their illuminator by an opaque modulator, rigidly articulated with a master shaft, integrators, an adder and registering a device, a direct current bridge with photoresistors illuminated by the photoresistors illuminator of the first pair of multiply bridges; the output of the common-mode bridge is connected to the adder, to the second input of which the output of the HZ attenuator is connected.

Недостатком данного анализатора вл етс неприспособленность дл .исследовани гармонических составл ющих выше второго пор дка, что не удовлетвор ет задачам по вы влению более тонкой структуры полигармонического спектра исследуемых процессов.The disadvantage of this analyzer is the inability to study harmonic components above the second order, which does not satisfy the task of finding a finer structure of the polyharmonic spectrum of the studied processes.

Целью изобретени вл етс повы- . шение точности измерени полигармонических составл кадих.The aim of the invention is to improve. improvement of measurement accuracy of polyharmonic components.

Поставленна цель достигаетс тем, The goal is achieved by

to что в полигармоническом анализаторе, содержащем задатчик вынужденных колебаний , синхронизированный с ним источник анализируемого сигнала, чэптико-механический узел, состо щий to that in the polyharmonic analyzer containing the generator of forced oscillations, the source of the analyzed signal synchronized with it, chaptic-mechanical node, consisting

15 из сочлененного с задатчиком вынужденных колебаний светового модул тора , выполненного в виде двух цилиндрических эксцентриков с экстремумами , сдвинутыми друг относительно 15 of the light modulator connected to the unit of forced oscillations, made in the form of two cylindrical eccentrics with extremes shifted relative to each other

20 друга на 90°, раздел ющего осветитель неизменной освещенности с конденсором и четыре фоторезистора, установленные попарно встык в плоскости , параллельной оси вращени 20 friend by 90 °, dividing the illuminator of constant illumination with a condenser and four photoresistors installed in pairs butt-in in a plane parallel to the axis of rotation

25 модул тора, источник посто нного напр жени , множительно-суммирующий блок в виде 2- п-1 (п - номер гармоники ) пар, соединенных общими диагонал ми перемножающих мостов с фо30 торезисторами, одна пара которых25 modulators, a constant voltage source, a multiplying-summing unit in the form of 2-n-1 (n is the harmonic number) pairs connected by common diagonals of multiplying bridges with phoresistors, one pair of which

включена в канале первой гармоники, а обща диагональ, св занна со входом анализатора, подключена к источнику анализируемого сигнала, и 2«( п- 1) сумматора через 2« п интегратора соединенные с регистрирующим устройством , введены два подключенных к сточниху посто нного напр жени моста с фоторезисторами оптико-механического узла и четырьм излучател ми в соседних плечах, причем излучатели каждого из этих мостов оптически дифференциально .сопр жены с фоторезисторами соответствующих плеч перемножающих мостов множительно-суммиру кще го блок а.included in the first harmonic channel, and the total diagonal connected to the analyzer input is connected to the source of the analyzed signal, and a 2 "(n-1) adder through 2" n integrator connected to the recording device, two connected to the DC voltage source are introduced a bridge with photoresistors of the optic-mechanical node and four radiators in the adjacent arms, the emitters of each of these bridges being optically differentially associated with the photoresistors of the corresponding arms of the multiplying bridges multiply-summed go block

На фиг. 1 представлена структурна схема полигармонического анализaTOpa на фиг. 2 - электрическа схема} на фиг.- 3 - вид оптико-механического узла.FIG. 1 is a block diagram of the polyharmonic analysis of a topa in FIG. 2 is an electrical diagram} in FIG. 3; a view of the opto-mechanical assembly.

Структурна схема фиг. 1) полигармонического анализатора включает задатчик вынужденных колебаний 1, оптико-механический узел 2, преобразователь 3, множительно-суммируювшй блок 4, .интеграторы 5, регистрирующее устройство 6, источник посто нного напр жени 7 и источник анализируемого сигнала 8.The structural diagram of FIG. 1) the polyharmonic analyzer includes a forced oscillation generator 1, an optomechanical node 2, a converter 3, a multiply-summing block 4, integrators 5, a recording device 6, a constant voltage source 7, and a source of the analyzed signal 8.

Электрическа схема полигармонического анализатора (фиг. 2) состоит из пары мостов 9 и 10, образующих преобразователь 3 с фоторезисторами 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, оптико-механического узла 2 и излучател ми 12-1 12-2, 12-3, 12-4 в соседних плечах, подключенных к источнику посто нного напр жени 1;2 (п-1) (п - номер гармоники анализируемого сигнала)- пар перемножающих мостов с фоторезисторами в пассивных плечах, причем в канале первой гармоники (п-1). находитс одна пара таких мостов 13 и 14, а в каждом канале высших гармоник (п 2) содержитс по две пары Идентичных перемножающих мостов, соответственно в синусном синфазном .тракте 15 и 16 и в косинусном (квадратурном 17 и 18} 2 (п-1) сумматора по два 19 и 20 в каждом канале высших гармоник . Перемножающие мосты и сумматоры составл ют множительно-суммирующий блок 4 анализатора.The electrical circuit of the polyharmonic analyzer (Fig. 2) consists of a pair of bridges 9 and 10, forming a transducer 3 with photoresistors 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, an optic-mechanical node 2 and radiators 12-1 12 -2, 12-3, 12-4 in adjacent shoulders connected to a constant voltage source 1; 2 (n-1) (n is the harmonic number of the analyzed signal) —pairs of multiplying bridges with photoresistors in the passive arms, and in the channel first harmonic (p-1). there is one pair of such bridges 13 and 14, and each channel of higher harmonics (p 2) contains two pairs of Identical multiplying bridges, respectively, in the sinus in-phase path 15 and 16 and in the cosine (17 and 18 quadrature). ) adders two 19 and 20 in each channel of higher harmonics. The multiplying bridges and adders constitute the multiplying-summing block 4 of the analyzer.

Пары перемножающих мостов соединены общими исходными диагонал ми и подключены: в канале первой гармоники - к источнику анализируемого сигнала 8, в канале второй гармоники к выходным диагонал м мостов канала первой гармоники, а в каналах высших гармоник, начина с третьей,- к выходам сумматоров каналов предшествующих гармоник. Выходные диагонали перемножающих мостов каналов высших гармоник соединены с двум входами своих сумматоров, причем в синусном тракте - согласно, а в косинусном противофазно . Выходы сумматоров вместе с выходами мостов канала первой гармоники св заны со в содами интеграторов , содержащимис соответственно по два - 21 и 22 в каждом гармоническом канале анализатора. Выходы последних св заны с многоканальным регистрирующим устройством 6.The pairs of multiplying bridges are connected by common source diagonals and connected: in the first harmonic channel - to the source of the analyzed signal 8, in the second harmonic channel to the output diagonal of the first harmonic bridges, and in the higher harmonics channels, starting from the third, - to the outputs of the channel adders previous harmonics. The output diagonals of the multiplying bridges of higher harmonic channels are connected to two inputs of their adders, moreover, in the sine path, according to, and in the cosine in-phase. The outputs of the adders, along with the outputs of the bridges of the first harmonic channel, are connected with integrators in soda, containing respectively two - 21 and 22 in each harmonic channel of the analyzer. The outputs of the latter are connected to the multichannel recording device 6.

Оптико-механический узел 2 полигармонического анализатора фиг. 3) содержит световой модул тор в виде двух жестко между собой св занных цилиндрических эксцентриков 23 и 24 с экстремумами, сдвинутыми друг относительно друга на 90. Вал модул тора сочленен с задатчиком вынужденных колебаний 1. Световой модул тор расположен между оптической системой состо щей из осветител неизменной освещенности 25 с конденсором 26 и четыре фоторезисторов lll-l - 11-4), установленных попарно встЫк в плоскости, параллельной оси вращени светового модул тора, с которой срвпадают центральна ось оптической системы, а также лини соприкосновени попарно встык фоторезисторов. Диаметры цилинрическ:их эксцентриков 23 и 24 не превышают высоты светочувствительных площадок фоторезисторов. Конденсор 26 служит дл создани равномерного светового потока. Все элементы оптикмеханического узла 2 заключены в единый светонепроницаемый кожух.The optical-mechanical node 2 of the polyharmonic analyzer of FIG. 3) contains a light modulator in the form of two rigidly interconnected cylindrical eccentrics 23 and 24 with extremes displaced relative to each other by 90. The modulator shaft is connected to the forced oscillation unit 1. The light modulator is located between the optical system consisting of an illuminator constant illumination 25 with a condenser 26 and four photoresistors (lll-l - 11-4) set in pairs in a plane parallel to the axis of rotation of the light modulator with which the central axis of the optical system coincides, as well as the line contacting pairs butt photoresists. The diameters of the cylindrical: their eccentrics 23 and 24 do not exceed the height of the photosensitive areas of photoresistors. The condenser 26 serves to create a uniform luminous flux. All elements of the optical mechanical assembly 2 are enclosed in a single light-tight casing.

Излучатели 12-1 - 12-4 мостов 9 и 10 преобразовател части 3 оптически дифференциально сопр жены с фоторезисторами соответствующих плеч перемножающих мостов синусного и косинусного трактов множительно-суммируквдего блока 4.The emitters 12-1 to 12-4 bridges 9 and 10 of the transducer of part 3 are optically differential mated to the photoresistors of the respective arms of the multiplying bridges of the sinus and cosine paths of multiply-summed block 4.

Чтобы обеспечить анализатору хорошие динамические свойства в нем целесообразно использовать следующие элементы: в качестве осветител неизменной освещенности в оптико-механическом узле 2 - лампу накаливани } в качестве излучателей в преобразователе 3 - неоновые лампы,и в то и в другом - малоинерционные фоторезисторы , а в качестве интеграторовфотокомпенсационные усилители.In order to provide the analyzer with good dynamic properties in it, it is advisable to use the following elements: as an illuminator of constant illumination in the optomechanical node 2 — an incandescent lamp}, as emitters in the converter 3 — neon lamps, and here and there — inertial photoresistors; as integrators of photocompensation amplifiers.

Работает полигармонйческий анализатор следующим образом.Works polyharmonic analyzer as follows.

Анализируемый сигнал в виде напр жени Uit), пропорциональный, например , исследуемым аэродинами-ческим нагрузкам, воздействующим на модель летательного аппарата, можно представить в виде р да Фурье: соThe analyzed signal in the form of voltage Uit), proportional to, for example, the aerodynamic loads under study acting on an aircraft model, can be represented as a Fourier series:

U(t) (aJ,)COSnшt), (i)U (t) (aJ,) COSnшt), (i)

где посто нна составл юща where is constant constituting

сигнала}signal}

Claims

1. USSR author's certificate No. 599230, cl. G 01 R 23/16, 1974.

F.

2S