SU885917A2 - Фотоэлектрический анализатор спектра - Google Patents

Description

, . I .. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, предназначено дл  одновременного анализа i гармоник спектра разтачных исследуемых процессов и может быть использовано , в частности, при экспериментальных исследовани х нестационарных характеристик моделей воздуш ных судов в аэродинамических трубах По основному авт.св. S 808956 известный анализатор содержит перем жающие мосты с Ьоторезисторами,светооптический преобразователь, задатчик вьшужденных колебаний, тензо усшштель, аттенюатор, сумматоры, интеграторы и регистратор ГЗНедостатком устройства  вл етс  ограниченна  глубина гармонического исследовани , т.е. точность анализа по причине измерени  лишь первых трех гармонических составл ющих изучаемых процессов, что недостаточно на сегодн шний день, в частности , дл  исследований перекрестны производных устойчивости в аэродинамических экспериментах. Цепь изобретени  - повышение точности анализа. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном анализаторе, содержащем фоторезистивные перемножающие мосты, соответственно по два в канале каждой гармоники,и, кроме того, два дополнительных в канале третьей гармоники, светооггтический преобразователь, сопр женный с фоторезисторами всех мостов, задатчик вынужденных колебаний, механически св занный со светооптическим преобразователем и с преобразователем нагрузок, выходы которого через тензоусилитель подключены ко входам аттенюатора и обоих мостов канала первой гармоники, сумматоры, интеграторы , выходы которых соединены с блоком регистрации, при этом выходы синфазного моста канала первой гармоники подключены ко входам первого 3 интегратора и одновременно ко входам обоих мостов канала второй гармоники, выходы квадратурного мост канала первой гармоники подключены ко входам второго интегратора, выходы квадратурного моста канала второй гармоники подключены ко входам треть его интегратора и, первого синфазного и первого квадратурного мостов канала третьей гармоники, выходы син фазного моста канала второй гармоник соединены со входами первого суммато ра, другие входы которого св заны с выходами аттенюатора, а выходы подключены ко входам четвертого интегратора и первого синфазного и второго квадратурного мостов канала третьей гармоники, выходы обоих синфазных и квадратурных мостов канала третьей гармоники соединены соответс .твенно со входами второго и третьего сумматоров, выходы которых подклю чены ко входам п того и шестого инте граторов, дополнительно введены два фоторезистивных перемножающих моста канала четвертой гармоники, причем входы синфазного моста канала четвертой гармоники подключены к выходам второго квадратурного моста кана ла третьей гармоники, а выходы - ко входам седьмого интегратора, входы квадратурного моста канала четвертой гармоники св заны с выходами второго синфазного моста канала трет ей гармоники, а его выходы соединены со входами четвертого сумматора,дру гие входы которого подключены к выходам аттенюатора,а выход соединен, со входом восьмого интегратора. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Анализатор содержит задатчик 1 Еьд ужденных колебаний, преобразователь 2 нагрузок, тензоусилитель 3, перемножающие фотррезистивные мосты 4-13, состо щие из синфазных 4,6,8, 10,12 и квадратурных 5,7,9,П,3 мостов, светооптический преобразователь 14, аттенюатор 15, сумматоры 16-19, интеграторы 20-27 и блок 28 регистрации.Светооптическнй преобразователь 14.включает в себ , заключенные в единый светонепроницаемый корпус осветитель, механический моду л тор в виде двух цилиндрических экс центриков с .экстремумами, сдвинутыми друг относительно друга на угол 90 и фоторезисторы перемножающих мос1тов 4-13. 74 Анализатор работает следующим образом . Анализируемый сигнал, например, в виде напр жени  u(t), снимаемого с выхода тензоусилител  3 подаетс  на входные диагонали мостов 4 и -5 канала первой гармоники, а также на вход аттенюатора 15, с выхода которого снимаем сигнал, кратный При вращении механического модул тора светобптического преобразовател  14 световые потоки, падающие на фоторезисторы мостов 4-13, измен ютс  по синусно-косинусным законам первой гармоники, что приводит к пропорциональному изменению сопротивлений этих фоторезисторов,причем противофазно у фоторезисторов отдельного моста. В мостах 4-13 реализуетс  известное свойство четырехплеч ного моста осуществл ть умножение сигнала во входной диагонали на функцию изменени  сопротивлений активных плеч с фоторезисторами. Согласно зтому положению, на выходе мостов 4 и 5 канала первой гармоники анализатора получаем сигналы, пропорциональные синусной и косинусной составл ющим входного сигнала.Выходы моста 4 соединены со входами мостов 6 и 7 канала второй гармоники анализатора,на выходах которых получаем сигналы, пропорциональные дп  моста 6 u,/t) u(t) дл  моста 7 - u|t) u(t) sin 2iut, Сигналы с выходов моста 6 и аттенюатора 15 подаютс  в прртивофазё на входы сумматора 16, на выходах которого получаем сигнал,пропорциональный u(t) COS 2uut. Этот сигнал поступает на входы мостов 8 и П, а сигнал с выходов моста 7 - на входы мостов 9 и 10. Позтому на выходах мостов 8-11 канала третьей гармоники анализатора получаем сигналы , пропорциональные дл  моста 8 -Uj,(t)U(i)C05 HutSiniuf| дл  моста 9 -U fttltUltle n 1ш COSu t-, дл  моста 10 -l(t}sU( 1u)t - Sinuut, дл  моста 11 -U9(i)U{t)coslu)t-toaiot. Выходные сигналы мостов 8 и 9 согласно а 10.Я 11 .встречно (противофазно подключены соответствующим :образом попарно ко входам сумматоров

17 и 18, на выходах которого получаем сигналы, пропорциональные

дл  сумматора 17 ((t)sJn3aii i

дл  сумматора 18 -U(i)U()-COS3iui.

Сигналы с выходов мостов 10 и 11 поступают соответственно на входы мостов 12 и 13, канала четвертой гармоники () анализатора и с их выходов снимаем сигналы, пропорциоЕ альные

.дл  моста 12 (t)sU(t)S{n4uji

дл  моста 13 )sU(t) .

Сигналы с выходов моста .13 и аттенюатора 15 в противофазе подаютс  на входы сумматора 19 и с его выходов citfiMaeM -сигнал, пропорциональный

u(t) u(t)cos 40 t.

После интегри15овани  в интеграторах 20-27 сигналов получаем сигналы,кратные коэффициентам р да Фурье а, в а, в, а, в, в.j. фиксируемые блоком регистрации 28.

Итак, при непрерывном вращении вала задатчика 1 с угловой скоростью ш на выходах анализатора одновременно получаем электрические сигналы, кратные коэффициентам р да Фурье первой, второй, третьей и четвертой гармоники, отличающиес  высокой степенью фазовой синхронности между собой. За счет столь глубокого проникновени  в гармоническую структуру исследуемого процесса точность его анализа существенно повышаетс .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 808956, кл.. G 01 R 23/16, 1979.