Устройство для возбуждения непрерывных колебаний струны

Устройство для возбуждения непрерывных колебаний струны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУВДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ КОЛЕБАНИЙ СТРУНЫ, содержащее струнный преобразователь с одной катушкой возбуждения, генератор импульсов, коммутатор и регистратор , .отличающееся тем, что, с целью повьшения стабильности колебаний струны и уменьшения мощности импульса возбуждения, в него введены схема управления генератором. состоящая из усилителя, детектора, фильтра низких частот, компаратора уровня, первой и второй схем совпадения , усилителя-ограничителя и умножителя частоты с козффициентом умножения, равным двум, а катушка возбуждения через коммутатор подключена к выходу генератора и входу усилителя, к выходу которого подключены входы детектора, усилителя-ограничителя , регистратора и умножителя частоты, выход детектора через фильтр низких частот подключен к компаратору уровня, выходы умножителя частоты и усилителя-ограничителя, подключены к входам первой схемы совпадения., выход которой подключен W к одному входу второй схемы совпадения , к второму входу которой подключен выход компаратора уровня, а выход подключен к входу управления генератором.

СООЗ СОЮТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (! )) 4

ы ф! а3 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОЕРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЯЛЫ:ТВУ (21) 3698858/24-10 (22) 24.11.83 (46) 07.05.85. Бюл. )) 17 (72) Н.Н. Гусев и А.И. Пудов (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 763703, кл. G 01 Т 1/10, 1980.

2. Осадчий Е.П. Проектирование датчиков для измерения механических величии. М., 1979, с. 228, 308-309 .(прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

НЕПРЕРЫВНЫХ КОЛЕБАНИЙ СТРУНЫ, содержащее струнный преобразователь с одной катушкой возбуждения, генератор импульсов, коммутатор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности колебаний струны и уменьшения мощности импульса возбуждения, в него введены схема управления генератором, состоящая из усилителя, детектора, фильтра низких частот, компаратора уровня, первой и второй схем совпадения, усилителя-ограничителя и умножителя частоты с коэффициентом умножения, равным двум, а катушка возбуждения через коммутатор подключена к выходу генератора и входу усилителя, к выходу которого подключены входы детектора, усилителя-ограничителя, регистратора и умножителя частоты, выход детектора через фильтр низких частот подключен к компаратору уровня, выходы умножителя частоты и усилителя-ограничителя. подключены к входам первой схемы совпадения, выход которой подключен к одному входу второй схемы совпадения, к второму входу которой подключен выход компаратора уровня, а выход подключен к входу управления генератором. дополнительными фазовыми сдвигами, вызванными неточным определением момента выработки и длительности возбуж дающего импульса, подаваемого для поддержания непрерывных колебаний, а также большая мощность возбуждения.

Цель изобретения — повышение стабильности колебаний струны и уменьшение мощности импульса возбуждения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для возбуждения непрерывных колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной катушкой возбуждения, генератор импульсов, коммутатор и регистратор, введены схема управления генератором, состоящая из усилителя, детектора, фильтра низких частот, компаратора уровня, первой и второй схем совпадения, усилителя-ограничителя и умножителя частоты с коэффициентом умно-, жения, равным двум, а катушка возбуждения через коммутатор подключена к выходу генератора и к входу усилителя, к выходу которого подключены входы детектора, усилителя ограничителя, регистратора и умножителя частоты, выход детектора через фильтр низких частот подключен к компаратору уровня, выходы умножителя частоты и усилителя-ограничителя подключены к входам первой схемы совпадения, выход которой подключен к одному входу второй схемы совпадения, к второму входу которой подключен выход компаратора уровня, а выход подключен к входу управления генератором.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит струнный преобразователь с одной электромагнитной катушкой 1, усилитель 2, детектор

3, фильтр 4 низких частот, компаратор 5 уровня, умножитель 6 частоты с коэффициентом умножения, равным двум, первую 7 и вторую 8 схемы совпадения, генератор 9, коммутатор

10, усилитель-ограничитель 11, имеющий выход к регистратору 12.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 вырабатывает импульсы прямоугольной формы положительной полярности и работает в режиме внешней синхронизации, причем частота и длительность импульсов определяется

1 11545

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для возбуждения непрерывных колебаний струны струнного преобразователя с одной электромагнитной катушкой возбуждения в режиме свободных колебаний.

Известно устройство для измерения деформаций в бетоне, содержащее генератор периодических импульсов, струн-1О ный тензометр с электромагнитной катушкой возбужцения, измеритель, усилитель-фазоинвертор-ограничитель, ждущий мультивибратор, усилительограничитель, триггер Шмидта, эмит- 3$ терные повторители, причем генератор периодических П-импульсов подключен к входу блока управления за мыкающего контакта, выход которого через катушку возбуждения струнного 20 тензометра, усилитель-фазоинверторограничитель и ждущий мультивибратор подключен к выводу потенциометра, который через блок управления размыкающего контакта, емкость, усилитель-2$ ограничитель, триггер Шмидта, первый эмиттерный повторитель подключен к преобразователю частоты в напряжение, выход которого соединен через диод с регулирующим контактом потенциометра 36 и через фильтр низких частот и второй эмиттерный повторитель с измерителем

И

Недостатками данного устройства является то, что в результате неточ- З$ ного определения момента выработки и длительности возбуждающего импульса имеют место дополнительные фазовые сдвиги, требуется большая мощность возбужцения и возникает потеря инфор-4р мации на выходе устройства, вызванная отключением измерительной части схемы от катушки тензометра во время действия импульса возбуждения.

Наиболее близким по технической 4$ сущности к изобретению является устройство для возбуждения колебаний струны, содержащее струнный преобразователь с одной электромагнитной катушкой возбуждения, генератор им- $0 пульсов, коммутатор и регистратор, причем электромагнитная катушка струнного преобразователя через коммутатор подсоединена к выходу генератора импульсов и входу регистратора 12), $$

Известное устройство не обеспечивает высокой степени стабильности колебания струны, чч.о обуславливается

115456 схемой управления генератором. Собственная частота колебаний генератора

9 выбирается ниже, чем частота, определяемая схемой управления генератором. S

Схема управления генератором работает следующим образом.

Поступающий от генератора 9 импульс прямоугольной формы возбуждает свободные колебания струны струн-!О ного преобразователя .. Возникающие свободные колебания струны индуцируют

ЭДС (фиг. 2а) в электромагнитной катушке струнного преобразователя 1, которые через коммутатор 10 поступают 15 на вход усилителя 2, усиленные им сигналы для выделения огибающей затухающих колебаний поступают через детектор 3 (фиг. 2б) на фильтр 4 низких частот, с выхода которого сигнал (фиг. 2в) поступает на вход компаратора 5. В момент спадания амплитуды сигнала затухающих колебаний до заданного на выходе компаратора 5 уровня (фиг. 2в) вырабатывается положи- 25 тельный импульс (фиг. 2г), который поступает на один из входов схемы

8 совпадения. Сигнал с выхода усилителя 2, кроме того, поступает на вход умножителя 6 частоты с коэффициентом щб умножения, равным двум, и на вход усилителя-ограничителя 11, сигналы (фиг. 2д) с выхода умножителя 6 частоты и усилителя-ограничителя 11 (фиг. 2е) поступают на входы схем 7 совпадения, на выходе которой появляются сигналы прямоугольной формы положительной полярности, соответствующие первой четверти периода синусоидальных затухающих колебаний, снимаемых с электромагнитной катушки струнного преобразователя 1 (фиг.2ж).

Эти импульсы поступают на один из входов схемы 8.совпадения, на другой вход которой поступает сигнал поло«жельной полярности с компаратора

1 а

5 уровня (фиг. 2r) в моиент совпадения амплитуды затухающих колебаний до уровня заданного на компараторе 5.

На выходе схемы 8 совпадения формируется сигнал (фиг. 2э) прямоугольной формы положительной полярности с длительностью, равной 1/4 периода затухающих синусоидальных колебаний индуцируемой ЭДС в электромагнитной катушке струнного преобразователя 1.

Импульсы с выхода схемы 8 совпадения поступают на вход управления генератора 9, в результате этого на выходе генератора 9 возникают высоковольтные импульсы отрицательной полярности, длительность которых равна 1/3 периода свободных колебаний струны, а период следования равняется времени спада амплитуды затухающих колебаний до уровня, заданно.го на компараторе 5 (фиг.2и).

Высоковольтные импульсы прямоугольной формы, положительной полярности с выхода генератора 9 управляют работой коммутатора 10 подключая электромагнитную катушку струнного преобразователя 1 к выходу генератора 9 на время действия импульса возбуждения и отключая его от усилителя 2.

В предлагаемом устройстве автоматически регулируется длительность импульса возбуждения, которая поддерживается равной 1/4 периода колебаний струны и выбирается момент его выработки, который происходит эа время первой четверти периода колеба ний индуцируемой в электромагнитной катушке струнного преобразователя затухающей ЭДС, но не раньше, чем ее амплитуда достигнет уровня, определяемого компаратором.

Изобретение позволяет снизить мощность импульсов возбуждения и сущест. венно повысить стабильность колебания струны.

1154561

ЗНИИПИ, Закаэ 2704/Зб Тирам 897 Подвитое

Фицмвал ШШ ЧЬвтемт", г. Укгород, ув.йроекткаа,4