SU918888A1 - Измеритель добротности колебательных систем - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  параметров механических и электрических колебаний систем. Известен измеритель добротности, содержащий управл емый усилитель, детекторы пикового и среднего значений суммирующий элемент, преобразователь напр жение - частота, импульсную схему , интегратор и индикатор 1.. Однако эта схема измерений имеет невысокую точность из-за отсутстви  возможности непосредственного отсчета добротности в диапазоне частот исследуемых колебаний.. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  действующей добротности колебательны систем, содержащее двухполупериодный входной выпр митель, два канала,.состо щие , из пороговых элементов и йн тегрирующих цепей, формирователь пилообразного напр жени , соединенный с индикатором выхода, измеритель частоты затухающих колебаний, умножитель частоты и переключатель настройка - измерение, причем орган настр ойки измерител  частоты механически сопр жен с умножителем частоты. Известное устройство обеспечивает непосредственный отсчет добротности в диапазоне частот исследуемых колебаний 2 . Однако в нем .точность измерений ограничиваетс  техническими возможност ми механической св зи между и:мерителем и умножителем частоты. Кроме того, известное устройство имеет низкую производительность измерений , вследствие затрат времени на механическую перестройку .измери,- тел  частоты. К снижению призводительНОСТ .И приводит и процесс настройки, включающий два этапа н св занный с ручным изменением положени  переключател  настройки - измерени . Цель изобретени  - повышение точ-. ности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель колебательных систем , содержащий двухполупериодный выпр митель, вход которого соединен с зажимом дл  подключени  источника затухающих колебаний, а выходы чероз два идентичных канала, выполненных в виде последовательно соединенных одного порогового элемента, интегратоpa и другого порогового элемента - с входами элемента антисовпадени  соответственно , выход последнего через формирователь пилообразного напр жен соединен с индикатором, введены формирователь временного интервала, генератор импульсов стабильной частоты элемент совпадени , счетчик импульсов и управл емый источник напр жени причем вход формировател  временного интервала подключен к входу двухполупериодного выпр мител , а выход к одному из входов элемента совпадени , к другому входу которого подклю чен выход генератора импульсов ста бильной частоты, а выход элемента совпадени  соединен с входом счетчика импульсов, выход которого через управл емый источник напр жени  соединен с формирователем пилообразного напр жени . Управл емый источник напр жени  состоит из последовательно соединенных генератора посто нного тока, ключей и резистивной матрицы. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство содержит источник 1 затухающих колебаний, двухполупериод ный выпр митель 2, тюроговые элементы 3 - 6, интеграторы 7 и 8, элемент 9 антисовпадени , формирователь 10 пилообразного напр жени , индикатор 11, формирователь 12 временного интервала ,- генератор 13 импульсов стабильной частоты, элемент 14 совпадени , счетчик 15 импульсов, управл  емый источник 16 напр жени , который состоит из генератора 17 посто нного тока, ключей 18 и резистивной матрицы i 9 . Устройство работает следующим образом . Затухающие колебани  источника 1 затухающих колебаний подаютс  одновременно на вход двухполупериодного выпр мител  2 и формирователь 12 временного интервала. Формирователь 12 временного интервала создает интервал времени ty, пропорциональный целому числу период исследуемых колебаний. В течение сформированного интервала ty. в счетчик 15 импульсов через элемент 14 совпадени  поступают импульсы от генератора 13 стабильной частоты. Суммарна  проводимость резистивно матрицы 19, управл ема  через ключи 18 счетчиком 15 импульсов пр мо nponog циональна коду N,хран щемус  в этом счетчике. Падение напр жени  Uju. на суммарно проводимости резистивной матрицы 19 от тока Jo создаваемого генератором 7 посто нного тока, по окончании нтервала tц равно II. - Ое U -2МТс дew - частота исследуемой системы; k - коэффициент пропорциональности ) fс - - частота импульсов стабильного источника. Преобразованный двухполупериодым выпр мителем 2 сигнал поступает а вход пороговых элементов 3 и 4 с орогами срабатывани  Uy и U. В течение времени от момента.возбуждени  колебаний в. источнике 1 затухающих колебаний от момента, когда текущее значение огибающей затухающего колебани  достигнет пороговых уровней , на выходах соответствующих пороговых элементов 3 и 4 формируютс  пачки импульсов с соответствующими длительност ми. Сформированные пачки иютульсов интегрируютс  с помощью интеграторов 7 и 8 и пocтsmaют на вход пороговых элементов 5 и 6 с порогами срабатывани  Uj и Чц . Полученные на выходах пороговых элементов 5 и б импульсы поступают на элемент 9 антисовпадений , на выходе которого получаетс  разностный импульс длительностью , t tk-t: i п gi (2) Учитыва , что коэффициент затухани  колебательной системы - св зан с добротностью Q следующим соотношением то полученна  длительность разностного импульса будет пр мо пропорциональна добротности и зависит от ча-. стоты исследуемых колебаний Напр жение на резистивной матрице 19 с выхода управл емого источника 16 найр жени  подводитс  к управл ющему входу формировател  10 пилообразного напр жени , где интегрируетс  в течение длительности t импульса, который поступает на другой вход этого формировател  от элемента 9 антисовпадеии . Амплитудное значение напр жени  на выходе формировател  10 пилообразного напр жени , измер емое индикатором 11, определ етс  так Щь.х и / где Г- посто нна  времени интегрировани  . . Подставл   в полученное выражение значени  Uju и t , окончательно получим величину, считываемую с индикатора 11, котора  пр мо пропорциональна добротности исследуемого источника 1 затухающих колебаний

Если выбрать посто нную интегрироани  из услови .т ,.„}};,

то считываема  по индикатору 11 величина непосредственно равна искоой добротности

UitiK Q (8)

Дл  нормальной работы устройства необходимо, чтобы напр жение на выхое управл емого источника 16 напр жени  было получено до начала формировани  длительности импульса At на выходе элемента 9 антисовпадени . Поэтому количество периодов п при , формировании интервала следует выирать таким, чтобы длительность этого :интервала былаi меньше длительности пачки импульсов t на выходе элемента 3.

Введение в устройство новых элеентов отличает его от известного, ак как ликвидируютс  погрешности , вносимые кинематической св зью между элементами устройства, и повышаетс  точность контрол .

Устранение ручной механической настройки устройства значительно повысит производительность измерений и позволит примен ть предлагаемое устройство автоматизированных системах контрол  .

Кроме того, предлс1гаемое устройство , по сравнению с известным, обладает дoпoлнитeльны лпpeимyщecтвcж, состо щим в том, что дл  получени  результата измерени  достаточно-одноразового возбуждени  исследуемой колебательной системы. Это также потвышает производительность измерений, особенно в тех случа х, когда исклюено повторное проведение эксйеримента или его воспроизведение требует больших материальных затрат и вреени .

Экономический эффект от использовани  предлагаемого устройства .опреФормула изобретени 

Claims (2)

1. Измеритель добротности колебательных систем, содержащий двухполупериодный выпр митель, вход которого соединен с зажимом дл  подключени  источника затуханвдих колебаний а выходы через два идентичных канала, выполненных в виде последовательно соединенных одного порогового элемента , интегратора и другого порогового элемента - с входами элемента антисовпадени  соответственно, выход последнего через формирователь пилообразного напр жени  соединен с ин-

дикаторсил, отличающийс  тем, что, .с целью повышени  точности измерени , в него введены формирователь временного интервала, генератор импульсов стабильной частоты, элемент

совпадени , счетчик импульсов и управл емый источник напр жени , причем вход формировател  временного интервала подключен к входу двухполупериодного выпр мител , а выходк одному из входов элемента совпадет ни , к другому входу которого подключен выход генератора импульсов стабильной частоты, а выход элемента совпадени  соединен с входом счетчика импульсов , выход которого через управл емый источник напр жени  соединен с формирователем пилообразного напр жени .

2. Измеритель по п.1, о тличаю щ и и с .  тем, что управл емый источник напр жени  состоит из последовательно соединенных генератора посто нного тока, ключей и резистивной матрицы.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 2059150, , кл. G 01 R 27/26, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

50 № 447647, кл. G 01 R 27/26, 17.СУ.72 (прототип) . дел етс  повшением производительности измерений и улучшением показателей качества контрол  исследуемых колебательных систем.