Измеритель средней скорости колебаний

Измеритель средней скорости колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

2 Ai (Д11 4 С 01 R 19/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 343 1 1 30/1 8-21 (22) 26.04.82 (46) 30.01.89. Бюл. № 4 (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко .(72) P.Ô. Федорив и А,А. Яремчишин (53) 621.317.7(088.8) (56) Нетребенко К.А. Компенсационные. схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума.-M.: Энергия, 196?, с. 67, рис. 3-1.

Авторское свидетельство СССР № 746305, кл. G 01 R 19/04, 1978. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ

КОЛЕБАНИЙ, содержащий дозирующий кон-. денсатор, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с общим выходом измерителя, запоминающий конденсатор, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя, три ключевых диода и управляемый ключ, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности измерения, в него введены зарядный резистор и два дополнительных усилите1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в приборах нераэрушающего контроля акустическими методами и в аппаратуре акустического каротажа.

Известно устройство, обеспечивающее измерение средней скорости колебаний по накопительному принципу и ля постоянного тока, в каждом иэ которых в цепи отрицательной обратной связи последовательно включены на-. копительный конденсатор и зарядный диод, причем вход первого дополнительного усилителя через дозирующий конденсатор соединен с общим входом измерителя, вход второго дополнительного усилителя через зарядный резистор подключен к выходу основн го усилителя, а через управляемый ключ— к собственному выходу, управляющий вход ключа соединен с выходом первого дополнительного усилителя, первый ключевой диод включен в прямом направлении между выходом и входом первого дополнительного усилителя, второй ключевой диод — между точкой соединения составных элементов отрицательной обратной связи первого дополнительного усилителя и входом основного усилителя, а третий ключевой диод — между входом основного усилителя и точкой соединения составных элементов отрицательной обратной связи второго дополнительного усилителя. содержащее, в частности, последовательно включенные диодно-конденсаторную ячейку и индикатор.

Недостаток данного устройства за5 ключается в низкой точности измерения, обусловленной существенной зависимостью показаний от частоты ко-, лебаний входного сигнала, а также пульсациями выходного параметра. 21 (1 8х.21

55

3 145

Наиболее близким к предлагаемому, является измеритель средней скорости колебаний (импульсный вольтметр), содержащий дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общим входом устройства, а инвертирующий вход через первый управляемый ключ — с шиной нулевого потенциала, повторитель,,неинвертирующий вход которого подклю: чен непосредственно к инвертирующему входу дифференциального усилителя, через первый ключевой диод к выходу последнего и через накопительный конденсатор к шине нулевого потенциала, а инвертирующий вход соединен с собственным выходом, усилитель постоянного тока, вход которого через после: довательно включенные второй и тре тий ключевые диоды подключен к шине нулевого потенциала, через последо, вательно включенные второй ключевой диод и доэирующий зарядный конденсатор к выходу повторителя и через запоминающий конденсатор к собственному выходу, дозирующий разрядный конденсатор, включенный между входом и выходом усилителя постоянного тока через второй управляемый ключ и одновибратор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход — с управляющими входами обоих ключей.

Недостатками известного устройства являются относительно узкий динамический диапазон и зависимость результатов измерения от частоты колебаний входного сигнала.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерительного устройства и повьппения точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель средней скорости колебаний, содержащий дозирующий конденсатор, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с общим выходом измерителя, запоминающий конденсатор, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя,три ключевых диода и управляемый ключ, введены зарядный резистор и два дополнительных усилителя постоянного тока, в каждом из которых в цепи отрицательной обратной связи последовательно включены накопительный конденсатор и зарядный диод, причем вход первого дополнительного усилителя че5325 реэ дозирующий конденсатор соединен с общим входом измерителя, вход второго дополнительного усилителя через зарядный резистор подключен к выходу основного усилителя, а через управляемый ключ — к собственному выходу, управляющий вход ключа соеди" нен с выходом первого дополнитель10 ного усилителя, первый ключевой диод включен в прямом направлении между выходом и входом первого дополнительного усилителя, второй ключевой диодмежду точкой соединения составных

15 элементов отрицательной обратной связи первого дополнительного усилителя и входом основного усилителя, а третий ключевой диод . — между входом основного усилителя и точкой соединения

20 составных элементов отрицательной обратной связи второго дополнительного усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного измерителя средней скорости колебаний, на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

В состав устройства входят дози. рующий 1, накопительные 2 и 3 и за30 помннающий 4 конденсаторы, усилители постоянного тока 5-7, зарядный резистор 8, зарядные диоды 9 и 10, ключевые диоды 1 l -l 3,и управляемый ключ 14.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход измерителя изменяющегося напряжения (фиг.2а)

U „(t) доэируюв1ий конденсатор 1 пе40 РеэаРЯжаетсЯ. В слУчае наРастаниЯ Бвх конденсатор 1 заряжается через зарядный диод 9 по контуру, включающему в себя накопительный конденсатор 2 и выходную цепь усилителя 5.

45 3а время одного i-ro нарастания, например, на интервале t; -t2 накопительный конденсатор 2 за счет тока доэирования (фиг.2б) 2д (й) через диод 9 получает заряд., q1 = C,d " dt = C,dUsõ= (Ш в„ 11 вххю

= C (Uâõ.2, U „,„) = C b Uâ.. p где С, — емкость дозирующего конденсатора 1

Пек, 1

1455 — соответственно минимальное и максимальное значения входного напряжения при i-м колебании Us„, bUâ„,1 разность ме ду цвх.2, и

U Ьх,ll.

При каждом спадании U „ дозирующий конденсатор 1 перезаряжается через ключевой диод 11, а накопитель- 10 ный конденсатор 2 отдает накопительный заряд через ключевой диод 12 запоминающему конденсатору 4.

ЬХ,21

Выходное напряжение усилителя 5 постоянного тока (фиг.2в) U „(t)

15 .управляет ключом 14, .причем во время нарастания U последний оказыЬк вается разомкнутым.. Через зарядные резистор 8 и диод 10 в течение интервала t<, -t< накопительный конденсатор 3 заряжается током U®,„, /R, где U — выходное напряжение уствьх.< ройс тв а перед появлением i-r o колебания.U b„, R — сопротивление резистора 8. В момент начала спада U> на выходе усилителя 5 постоянного тока формируется положительный перепад напряжения, под действием которого ключ 14 замыкается. При этом накопительный конденсатор 3 через

325 6 ключевой диод 13 отдает запоминающему конденсатору 4 накопительный заряд

Ч

R где gt; t ; -t„.

Таким образом, в результате коле бания напряжения U „ общий заряд Q на запоминающем конденсаторе 4 уменьшается на величину

Э

После завершения переходного про цесса g g-+0, а выходное напряжение устройства соответствует

Ц, Д 11вх.1 ьык 1 (д, \ где (ь" ) = Ч вЂ” средняя скорость

Дй; колебаний, C R — масштабный коэффициент, Поскольку предложенное устройство обеспечивает вычисление отношения амплитуды напряжения к периоду колебания расширяется его динамический диапазон и повышается точность измерений.

145 325

Составитель Л. Морозов

Техред М. Ходанич Корректор И. Муска

Редактор Л. Лчолинская

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул., Проектная, 4

Заказ 7454/54 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5