SU875288A1

SU875288A1 - Digital impact meter

Info

Publication number: SU875288A1
Application number: SU802880227A
Authority: SU
Inventors: Владимир Олегович Шеголев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1070
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1981-10-23

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании изделий на ударопрочность, удароустойчивость и при исследовании их на надежность.The invention relates to measuring equipment and can be used when testing products for impact resistance, impact resistance and when examining them for reliability.

Известно устройство для цифрового измерения удара, содержащее пьезоэлектрический измерительный преобразователь, усилитель, блок измерения, блок цифровой индикации и блок управления [1 ]. ¹ A device for digital measurement of impact, containing a piezoelectric measuring transducer, amplifier, measuring unit, digital display unit and control unit [1]. ¹

Недостатком устройства является то обстоятельство, что оно не позволяет проводить измерение основного импульса ударного процесса на шумовом вибрационном фоне с достаточной точностью, а также производить с высокой точностью измерения длительности ударного импульса при нулевом уровне ускорения или близком к нему.The disadvantage of this device is the fact that it does not allow the measurement of the main pulse of the shock process on a noise vibration background with sufficient accuracy, as well as with high accuracy to measure the duration of the shock pulse at zero acceleration level or close to it.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является цифровой измеритель удара, содержащий вибропреобразователь, усилитель', блок управления, блок измерения, блок индикации и внешний синхронизатор, в котором выход вибропреобразователя соединен со входом усилителя, один из выходов которого через блок управления соединен с одним из входов блока измерения, другой вход которого соединен с другим выходом усилителя, выход блока измерения соединен с блоком индикации, а внешний синхронизатор соединен с блоком управления^].The closest technical solution to the proposed one is a digital shock meter containing a vibration transducer, amplifier ', a control unit, a measurement unit, an indication unit and an external synchronizer, in which the output of the vibration transducer is connected to the input of the amplifier, one of the outputs of which through the control unit is connected to one of the inputs the measurement unit, the other input of which is connected to another output of the amplifier, the output of the measurement unit is connected to the display unit, and the external synchronizer is connected to the control unit ^].

Недостатком этого устройства является невозможность выделения и измерения основного импульса ударного процесса с заданной достоверностью на шумовом вибрационном фоне и невозможность измерения длительности ударного импульса при нулевом уровне ускорения безподключения внешнего синхронизатора, вырабатывающего синхроимпульс, который должен совпасть с моментом привода .основного импульса удара с вибропреобразователя и который служит для запуска устройства ч<г875288 мерения основного импульса удара. Однако наличие внешнего синхронизатора не устраняет необходимости предварительной настройки момента выработки синхроимпульса путем проб, т.е. необходимо произвести пробные удары и измерения до выявления момента появления основного импульса удара, например, с помощью осциллографа. Кроме того, под действием многократных ударов настройка внешнего синхронизатора нарушается и это вызывает необходимость подстройки, в противном случае может произойти потеря информации о характере ударных процессов, в т.ч. и потеря информации об основном импульсе удара,т.е.возникают погрешности в измерении.The disadvantage of this device is the impossibility of isolating and measuring the main pulse of the shock process with a given reliability against a noise vibration background and the impossibility of measuring the duration of the shock pulse at a zero acceleration level without connecting an external synchronizer that generates a clock pulse, which must coincide with the drive moment of the main shock pulse from the vibration transducer and which serves to start the device h <g875288 measuring the main impact pulse. However, the presence of an external synchronizer does not eliminate the need for pre-setting the moment of generation of the sync pulse by samples, i.e. it is necessary to make test strokes and measurements until the moment of the appearance of the main impulse of impact is detected, for example, using an oscilloscope. In addition, under the influence of repeated strokes, the external synchronizer setting is violated and this necessitates adjustment, otherwise information about the nature of the shock processes, including and loss of information about the main impulse of the impact, i.e. there are measurement errors.

Цель изобретения - повышение точности измерения устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель удара, содержащий вибропреобразователь, усилитель, блок управления, блок измерения и блок индикации, в котором выход вибропреобразователя соединен со входом усилителя, один из выходов которого соединен С одним из входов блока измерения, выход которого соединен с блоком индикации, а другой вход блока измерения соединен с выходом блока управления, дополнительно введены блок временной привязки и выделения временного интервала импульса удара и узел коммутации, причем один из входов блока временной привязки и выделения временного интервала импульса ударе соединен с третьим выходом усилителя , второй выход которого соединен со входом узла коммутации, один выход которого соединен со входом блока управления, а другой - с другим входом блока временной привязки и выделения временного интервала импульса удара.This goal is achieved in that in a digital shock meter containing a vibration transducer, amplifier, control unit, measurement unit and display unit, in which the output of the vibration transducer is connected to the input of the amplifier, one of the outputs of which is connected to one of the inputs of the measurement unit, the output of which is connected to an indication unit, and the other input of the measurement unit is connected to the output of the control unit, a time reference unit and allocation of the impact pulse time interval and a switching unit are additionally introduced, one of which is an input On the block of time reference and allocation of the time interval of the pulse, the shock is connected to the third output of the amplifier, the second output of which is connected to the input of the switching unit, one output of which is connected to the input of the control unit, and the other to the other input of the block of the time reference and allocation of the time interval of the pulse of impact.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 временные диаграммы, характеризующие работу блока временной привязки и выделения временного интервала импульса удара.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; figure 2 timing diagrams characterizing the operation of the block timing and allocation of the time interval of the impact pulse.

Цифровой измеритель удара состоит из вибропреобразователя 1, усилителя 2, блока 3 управления, блока 4 измерения, блока 5 индикации, блока 6 временной привяэки и выделения временного интервала импульса удара, узла 7 коммутации.The digital impact meter consists of a vibration transducer 1, amplifier 2, control unit 3, measurement unit 4, indication unit 5, time adjustment unit 6 and allocation of the time interval of the impact pulse, switching unit 7.

Вибропреобразователь 1 соединен с усилителем 2, имеющим три выхода. Один выход усилителя 2 подключен к блоку 4 измерения, второй - к блоку 3 управления через узел 7 коммутации, третий - к блоку 6 временной привязки и выделения временного интервала импульса удара, выход которого подключен между вторым выходом усилителя и блоком 3 управления через узел 7 коммутации. Блок 4 измерения соединен с блоком 5 индикации.The vibration transducer 1 is connected to an amplifier 2 having three outputs. One output of the amplifier 2 is connected to the measurement unit 4, the second to the control unit 3 through the switching unit 7, the third to the unit 6 of the timing and allocation of the shock pulse time interval, the output of which is connected between the second output of the amplifier and the control unit 3 through the switching unit 7 . The measurement unit 4 is connected to the display unit 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Измеряемый сигнал е выхода вибропреобразователя 1 поступает на вход усилителя 2, где усиливается до величины, необходимой для работы блоков 3, 4 и 6. Далее работа осуществляется в двух режимах, зависящих от величины шумового вибрационного поля.The measured signal e of the output of the vibration transducer 1 is fed to the input of the amplifier 2, where it is amplified to the value necessary for the operation of blocks 3, 4, and 6. Further, the work is carried out in two modes, depending on the value of the noise vibration field.

В режиме измерения сигнала, не искаженного шумовым вибрационным фоном . или имеющего амплитуду этого фона ниже предела чувствительности блока 4 измерения и блока 3 управления усиленный сигнал с первого выхода усилителя поступает на один из входов блока измерения, а со второго выхода усилителя через узел 7 коммутации . на вход блока 3 управления, который подготавливает, а затем разрешает измерение сигнала блоку 4. Измеренные параметры сигнала индицируются блоком 5, т.е. пиковые значения амплитуды и длительности удара.In the measurement mode of the signal, not distorted by the noise vibration background. or having an amplitude of this background below the sensitivity limit of the measurement unit 4 and the control unit 3, the amplified signal from the first output of the amplifier is supplied to one of the inputs of the measurement unit, and from the second output of the amplifier through the switching unit 7. to the input of the control unit 3, which prepares and then enables the measurement of the signal to unit 4. The measured signal parameters are indicated by unit 5, i.e. peak amplitude and duration of the impact.

При Шумовом вибрационном фоне, имеющем амплитуду выше предела чувствительности блока 4 измерения и блока 3 управления (например,, при работе на стендах,, подъем платформы которых на заданную высоту падения осуществляется с помощью кулачкового механизма или на стендах электродинамического типа), устройство работает в режиме, в котором сигнал с третьего выхода усилителя 2 поступает на вход блока 6, где происходит преобразование шумового фона в импульс привязхи, с помощью которого выделяется основной ударный импльс, поступающий через узел 7 коммутации на вход блока 3 управления. Далее процесс совпадает с предыдущим режимом.In case of a noise vibration background having an amplitude above the sensitivity limit of the measuring unit 4 and the control unit 3 (for example, when working on stands, the platform is raised to a predetermined drop height using a cam mechanism or on electrodynamic type stands), the device operates in the mode , in which the signal from the third output of amplifier 2 goes to the input of block 6, where the noise background is converted into a leash pulse, with the help of which the main shock pulse coming through node 7 to mmutatsii input unit 3 controls. Further, the process coincides with the previous mode.

Полный сигнал положительной поляр-, ности относительно нулевого уровня, поступающий с усилителя 2, изображен на фиг. 2а. Импульс удара основной, параметры которого подлежат измерению.The full signal of positive polarity with respect to zero level coming from amplifier 2 is shown in FIG. 2a. The main impact pulse, the parameters of which are to be measured.

875288 6 заштрихован. На фиг. 2 б-д изображен процесс, происходящий в блоке 6. От поступившего полного сигнала отсекаются импульсы отрицательной полярности относительно нулевого уровня. Сигнал 5 приводится к нормированному уровню (импульсам), необходимому для работы логических схем (фиг. 2б,в).875288 6 is shaded. In FIG. 2 bd shows the process occurring in block 6. Pulses of negative polarity relative to the zero level are cut off from the incoming full signal. Signal 5 is reduced to a normalized level (pulses) necessary for the operation of logic circuits (Fig. 2b, c).

Затем сигналы по времени до основного импульса удара преобразуются в .10 импульс временной привязки и далее происходит выделение временного интервала основного импульса удара*(фиг. 2г, д) и далее (фиг. 2г) происходит измерение самого выделяемого сигнала. 15,Then, the signals in time to the main shock pulse are converted into a .10 time reference pulse, and then the time interval of the main shock pulse * is extracted (Fig. 2d, e) and then (Fig. 2d) the signal itself is measured. fifteen,

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с известными позволяет получить возможность' измерения ударных процессов на стендах, имеющих различную конструкцию го привода платформы без применения внешних приборов, в частности синхронизатора и осциллографа, При этом исключается необходимость предварительной настройки на выделение -основного- 25 импульса удара, т.е. упрощается процесс настройки измерения и повышается точность выделения этого сигнала.Thus, the proposed technical solution, in comparison with the known ones, makes it possible to measure impact processes on stands having a different design of the platform’s drive without the use of external devices, in particular a synchronizer and an oscilloscope, while eliminating the need for presetting to select a -main-25 pulse impact i.e. The measurement setup process is simplified and the accuracy of highlighting this signal is improved.

Claims

The invention relates to a measurement technique and can be used when testing products for impact strength, resistance to impact and for testing them for reliability. A device for digital impact measurement is known, which contains a piezoelectric measuring transducer, an amplifier, an interlock, a digital indication unit, and a control unit l. The drawback of the device is that it does not allow measuring the main impulse of the shock process against the noise vibration background with sufficient accuracy, as well as with high accuracy measuring the duration of the shock impulse at or at zero acceleration level. The closest technical solution to the present invention is a digital impact meter containing a vibration transducer, amplifier i 6.POC control, a measuring unit, a display unit and an external synchronizer, in which the output of the vibration transducer is connected to the amplifier input, one of the outputs of which is connected to one from the inputs of the measuring unit, the other input of which is connected to another output of the amplifier, the output of the measuring unit is connected to the display unit, and the external synchronizer is connected to the control unit, Nedo The driver of this device is the impossibility of measuring and measuring the main pulse of a shock process with a given reliability on a noise vibration background and the impossibility of measuring the duration of a shock pulse at a zero acceleration level without connecting an external synchronizer that produces a sync pulse that must match the drive torque. shock from the vibrator and which serves to start up the device and-to measure the main shock pulse. However, the presence of an external synchronizer does not obviate the need to pre-tune the timing of generation of a clock pulse by sampling, i.e. It is necessary to make test strikes and measurements before detecting the moment of the appearance of the main impact pulse, for example, using an oscilloscope. In addition, under the action of repeated blows, the setting of the external synchronizer of the torus is violated and this necessitates adjustment, otherwise there may be a loss of information about the nature of the shock processes, including and lost information about the main impact pulse, i.e. errors in measurement arise. The purpose of the invention is to improve the accuracy and design of the device. The goal is achieved by the fact that a digital impact meter containing a vibration transducer, an amplifier, a control unit, a measurement unit and a display unit in which the output of the vibration transducer is connected to the amplifier input, one of the outputs t connected to one of the inputs of the measurement unit, the output of which connected to the display unit, and another input of the measurement unit is connected to the output of the control unit, a block of temporary binding and selecting the time interval for the impact pulse and co-mutation unit are additionally introduced, one of which is the time loop and the time interval block B14 of the pulse pulse is connected to the third output of the amplifier, the second one of which is connected to the input of the switching unit, one output of which is connected to the input of the control unit and the other to the time block of the time interval hitting FIG. Figure 1 shows a block diagram of the proposed device on fng.2 timing diagrams characterizing the operation of the time reference block and the extraction of the time interval of the impact pulse. The digital impact meter consists of a vibroconverter 1, an amplifier 2, a control unit 3, a measurement unit 4, an indication unit 5, a time reference unit and a time interval for an impact pulse, a switching unit. 884 Vibrating transducer 1 is connected to an amplifier 2, which has three outputs. One output of amplifier 2 is connected to measurement unit 4, the second to control unit 3 via switching unit 7, the third to temporary assignment unit 6 and timing of the shock pulse, the output of which is connected between the second amplifier output and control unit 3 through node 7 commutation. Measurement unit 4 is connected to display unit 5. The device works as follows. The measured signal from the output of vibrator 1 is fed to the input of amplifier 2, where it is amplified to the value required for operation of blocks 3, 4 and 6. Next, the operation is carried out in two modes, depending on the magnitude of the noise vibration field. In the mode of measuring the signal, not distorted by noise vibration background. or having an amplitude of this background below the sensitivity limit of measurement unit 4 and control unit 3, the amplification signal from the first output of the amplifier goes to one of the inputs of the measuring unit, and from the second output of the amplifier through the switching unit 7. to the input of control unit 3, which prepares and then enables signal measurement by unit 4. The measured parameters 1; {I) 1 of the signal are indicated by block 5, i.e. peak values of the amplitude and distance of impact. With the Noise vibration background, which amplifies above the sensitivity limit of the measurement unit 4 and the control unit 3 (for example, when working on the stands, the platform is lifted to a predetermined drop height using a cam mechanism or on the electrodes | in the mode in which the signal from the third output of amplifier 2 is fed to the input of block 6, where the background noise is converted into an attachment pulse, by means of which the main impact impulse is extracted through the nodes Ate 7 switching to the input of the control unit 3. Further, the process coincides with the previous mode. Full signal positive p-floor. relative to the zero level, acts from amplifier 2, is shown in FIG. 2a Impulse of the main shock, the parameters of which are to be measured are shaded. FIG. 2 bd depicts the process occurring in block 6. From the incoming full signal, the negative polarity pulses are cut off relative to the zero level. The signal is brought to the normalized level (impulses) necessary for the operation of logic circuits (Fig. 2b, c). Then the signals with time to the main impact pulse transform into a time reference pulse and then the time interval of the main impact pulse is selected (Fig. 2d d) and further (Fig. 2d) the measurement of the extracted signal itself takes place. Thus, the proposed technical solution as compared with the known ones makes it possible to measure the shock processes on the stands with different actuator designs platform without the use of external instruments, in particular, a synchronizer and an oscilloscope.This eliminates the need for pre-setting on: the selection of the fundamental impact pulse, i.e., the measurement setup is simplified and the selection accuracy of this signal is improved. , amplifier control unit, measurement unit and display unit, in which the output of the vibration transducer is connected to the input of the amplifier, one of the outputs of which is connected to one of the The unit of the measurement unit, the output of which is connected to the display unit, and the other output of the measurement unit, is connected to the output of the control unit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the unit of time reference and the allocation of the pulse pulse timing interval are additionally introduced into it. a switching node, one of the inputs of the block of time linkage and the allocation of the time interval of the shock pulse is connected to the third output of the amplifier, the second output of which is connected to the input of the switching node, one output of which is connected input of the control unit, and the other - to another input of time prnv dressings and temporary isolation shock pulse interval. Sources of information taken into account in the examination 1. Instruments and systems for measuring vibration, noise and shock. Handbook ed. Klyueva V.V. M., Mechanical Engineering, 1978, p. 424-425. 2. The impact parameter meter ILU-

2. Information sheet NMIs, № 78-J263 (prototype).