Виброметр
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров механических колебаний машин и механизмов. Целью изобретения является повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в виброметр , содержащий пьезоэлектрический вибропреобразователь 1 и калибровочный генератор 2, переключатель 3 режима работы (первый переключатель), последовательно соединенные регулируемый усилитель 4 заряда, первый и второй интеграторы 5, 6, переключатель 7 измеряемых параметров (второй переключатель), измерительный усилитель 8, среднеквадратический и пиковый детекторы 9,10, переключатель 11 вида измеряемой величины (третий переключатель ), последовательно соединенные элемент 12 фиксации и элемент 13 индикации, элемент сравнения 14, введена связь третьего выхода блока 15 управления с измерительным усилителем 8, с калибровочным генератором 2, уровень выходного сигнала которого изменяется соответственно выбранному коэффициенту усиления. Вновь введенная связь позволяет производить калибровку виброметра на том же пределе, что и измерения, что повышает точность и производительность измерений и упрощает схему управления. 5 ил. 7 Ш С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5. G 01 Н 11/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.7
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1502965 (21) 4854711/28 (22) 26.07.90 (46) 15 11.92. Бюл. N 42 (71) Специальное конструкторское бюро
"Виброприбор" (72) А.В.Яковлев и fO.А.Демченко (56) Авторское свидетельство СССР
М 1502965, кл. G 01 Н 11/00 1987. (54) ВИБ РОМ ЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров механических колебаний машин и механизмов. Целью изобретения является повышение точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что в виброметр, содержащий пьезоэлектрический вибропреобраэователь 1 и калибровочный генератор 2, переключатель 3 режима работы (первый переключатель), последователь!
Ж, 1775619 А2 но соединенные регулируемый усилитель 4 заряда, первый и второй интеграторы 5, 6, переключатель 7 измеряемых параметров (второй переключатель), измерительный усилитель 8, среднеквадратический и пиковый детекторы 9, 10, переключатель 11 вида измеряемой величины (третий переключатель), последовательно соединенные элемент 12 фиксации и элемент 13 индикации, элемент сравнения 14, введена связь третьего выхода блока 15 управления с измерительным усилителем 8, с калибровочным генератором 2, уровень выходного сигнала которого изменяется соответственно выбранному коэффициенту усиления. Вновь введенная связь позволяет производить калибровку виброметра на том же пределе, что и измерения, что повышает точность и производительность измерений и упрощает схему управления. 5 ил.
1775619
Предлагаемое устройство виброметр относится к измерительной технике и предназначено для измерения механических колебаний машин и механизмов и является усовершенствованием известного устройства.
Известный виброметр содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь, калибровочный генератор, переключатель режима работы, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами вибропреобразователя и калибровочного генератора, последовательно соединенные регулируемый усилитель заряда, первый и второй интеграторы, переключатель измеряемых параметров и измерительный усилитель, при этом вход усилителя заряда соединен с выходом переключателя режима работы, а второй и третий входы переключателя измеряемых параметров соединены соответственно с выходами усилителя заряда и первого интегратора, среднеквадратический и пиковый детекторы, входы которых соединены с выходом измерительного усилителя, переключатель вида измеряемой величины, два входа которого соединены соответственно с выходами среднеквадратического и пикового детекторов, элемент фиксации, вход которого соединен с выходом переключателя вида измеряемой величины, а выход — со входом элемента индикации, элемент сранения, вход которого также соединен с выходом переключателя вида измеряемой величины, блок управления, выход которого соединен с выходом элемента сравнения, а четыре выхода соединены соответственно с управляющими входами переключателя режима работы, усилителя. заряда, измерительного усилителя и элемента фиксации, Недостатками этого устройства являются значительное время установления рабочего режима при измерении низкочастотных процессов из-за переключения коэффициента усиления виброметра при переходе из режима калибровки в режим измерения; понижение точности измерения, т.к, калибровка и измерение проводятся при разных коэффициентах усиления виброметра (совпадение только при одном из коэффициентов).
Целью изобретения является повышение точности измерений.
На фиг. 1 приведена блок-схема виброметра; на фиг. 2 — варианты его исполнения; на фиг. 3 — схема блока управления; на фиг.
4 — блок-схема калибровочного генератора; на фи, 5 — схема блока сравнения..
Устройство содержит пьезоэлектрический вибропреобразователь 1, калибровоч5 10
50 ный генератор 2, переключатель 3 режима работы (первый переключатель 3), первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами вибропреобразователя
1 и калибровочного генератора 2, последовател ьно соединен ные регулируемый усилитель 4 заряда, первый интегратор 5, второй интегратор 6, переключатель 7 измеряемых параметров (второй переключатель 7) и измерительный усилитель 8, при этом вход усилителя 4 заряда соединен с выходом первого переключателя 3, а второй и третий входы второго переключателя 7 соединены соответственно с выходами усилителя 4 заряда и первого интегратора 5, среднеквадратический и пиковый детекторы 9 и 10, входы которых соединены с выходом измерительного усилителя 8, переключатель 11 вида измеряемой величины (третий переключатель 11), два входа которого соединены соответственно с выходами среднеквадратического и пикового детекторов 9 и 10, последовательно соединенные элемент 12 фиксации и элемент 13 индикации, элемент 14 сравнения, при этом вход элемента 12 фиксации соединен со входом элемента 14 сравнения и соединен с выходом третьего переключателя 11 и блок 15 управления, вход которого соединен с выходом элемента 14 сравнения, четыре выхода соединены соответственно с управляющими входами первого переключателя 3, усилителя 4 заряда, измерительного усилителя
8 и элемента 12 фиксации, а третий выход блока 15 управления соединен с входом калибровочного генератора 2. вход которого соединен с управляющим входом измерительного усилителя 8.
Устройство работает следующим образом, После включения виброметра блок управления 15 подключает калибровочный генератор 2 через первый переключатель 3 режима работы к входу регулируемого усилителя 4 заряда, устанавливает самый грубый предел измерения, т.е. наименьший коэффициент усиления измерительного усилителя 8, код, соответствующий этому коэффициенту усиления, подается на калибровочный генератор 2 и устанавливает уровень калибровочного сигнала, соответствующий выбранному коэффициенту усиления, и плавно регулирует усиление усилителя заряда 4 до тех пор, пока сигнал, поступающий на элемент 14 сравнения, не станет равным опорному напряжению, определяющему верхнюю границу диапазона измерения. Элемент 14 сравнения дает команду на прекращение регулирования, запоминания коэффициента преобразования
1775619
10
20
30
55 усилителя 4 заряда и установку рабочего режима. т.е. подключение к входу управляемого усилителя заряда 4 вибропреобразователя 1.
В рабочем режиме блок 15 управления автоматически устанавливает коэффициент передачи измерительного усилителя 8, соответствующим уровню измеряемого сигнала, Одновременно устанавливается и уровень калибровочного сигнала, соответствующий выбранному коэффициенту усиления.
В дальнейшем режим калибровки осуществляется лишь подключением калибровочного генератора 3 к входу усилителя 4 заряда с одновременной фиксацией показаний виброметра в элементе 12 фиксации, который обеспечивает непрерывность показаний виброметра на элементе 13 индикации.
Блок управления содержит регистр памяти 16, двоичный счетчик 17, тактовый генератор 18, формирователь импульсов 19, RS-триггер 20, двоичный счетчик 21, коммутатор 22.
Блок; правления работает следующим образом.
После включения виброметра вырабатывается импульс установки блока управления в исходное состояние, т.е. двоичные счетчики 17, 21 в нулевое состояние (нулевое состояние счетчика 21 соответствует минимальному коэффициенту усиления).
RS-триггер 20 — в единичное состояние, что соответствует режиму калибровки. Единичный уровень с выхода RS-триггера 20 подается на элемент фиксации 12, переключатель 3 режима работы и коммутатор 22. Коммутатор 22 устанавливает на неинвертирующем выходе уровень, запрещающий счет счетчика 21 и разрешает прохождение с элемента 14 сравнения сигнала, прекращающего счет через инвертирующий выход.
Счетчик 17 работает до тех пор, пока элемент 14 сравнения не выдаст сигнал, запрещающий счет. Этот сигнал фиксирует код, проходящий с выхода счетчика 17 на шину управления регулируемого усилителя заряда 4 в регистре памяти 16 и устанавливает на выходе RS-триггера 20 нулевой уровень, переводящий виброметр в рабочий режим, т.е, переключает переключатель режима работы 3 в положение, соотвествующее режиму измерения, отключает элемент
12 фиксации, в коммутаторе 22 устанавливает на инвертирующем выходе уровень, запрещающий счет счетчика 17 и обнуляющий его, и разрешает прохождение с элемента
14 сравнения сигнала, прекращающего счет через неинвертирующий выход. Формирователь импульсов 18 формирует импульс, переводящий RS-триггер 20 в единичное состояние, т.е. в режим калибровки, через время, определяемое периодичностью калибровки.
Генератор 2 содержит генератор 23, управляемый кодом делитель 24, буферный усилитель 25.
Блок сравнения состоит из элемента 26
ИЛИ-НЕ, компаратора 27 верхнего порога срабатывания, компаратора 28 нижнего порога срабатывания, резисторов делителя опорного напряжения 29, 30, 31. Источник опорного напряжения условно не показан.
Элемент 26 ИЛИ-НЕ формирует сигнал запрета счета. Для определения направления счета используется сигнал с выхода компаратора 28. Для обеспечения возможности выполнения одним блоком сравнения функций регулирования пределов измерения (грубое регулирование) и регулирования коэффициента передачи при калибровке (плавное регулирование) уровень калибровочного сигнала устанавливается меньше порога срабатывания компаратора 27 на величину удвоенной погрешности измерения.
Блок сравнения работает следующим образом: в режиме калибровки сигнал поступает на вход блока 14 сравнения и находится в зоне допуска выбранного диапазона измерения. На выходах компараторов 27 и
28 формируются низкие уровни, на выходе элемента 26 ИЛИ-НŠ— высокий уровень. На выходе, определяющем направление счета, низкий уровень, что переводит счетчик 21 в режим вычитания, а счетчик 17 — в режим сложения (инвертирующий вход), На неинвертирующем выходе коммутатора 22 установлен высокий уровень, запрещающий счет счетчика 21, а на инвертирующем выходе инвертирующий уровень со схемы сравнения, т.е. низкий уровень, разрешающий счет счетчика 17 и прохождения сигналов с выхода счетчика 17 через регистр 16 на управляемый усилитель 4 заряда, который изменяет свое усиление до тех пор, пока сигнал, поступающий на вход блока 14 сравнения не сравняется с верхним уровнем срабатывания (компаратор 2).
На выходе компаратора 2 формируется высокий. уровень и, соответственно, на выходе элемента 26 ИЛИ-НŠ— низкий уровень, который, инвертируясь в коммутаторе 22, запрещает счет счетчика 17, фиксирует код в регистре 16, осуществляет предварительную установку счетчика 17, т.е. устанавливает код, соответствующий уменьшению коэффициента усиления усилителя 4 заряда на величину, равную выбранному уровню
1775619 калибровочного сигнала, перебрасывает
RS-триггер в состояние, определяющее рабочий режим виброметра, Таким образом, соединение третьего выхода блока управления с входом калибровочного генератора, вход которого соединен с управляющим входом измерительного усилителя, позволяет устанавливать уровень выходного сигнала калибровочного генератора, который соответствует выбранному коэффициенту усиления, сократить время установки рабочего режима и сократить циклы работы в режиме калибровки, а также позволяет повысить точность измерений, т.к. калибровка производится на том же пределе, на котором проводятся измерения, т.е. исключается погрешность делителей, упрощается блок управления.за
5 счет исключения элементов памяти и переключения при переходе из рабочего режима в режим калибровки и обратно.
Формула изобретения
30 Виброметр по авт.св. N. 1502965, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, третий выход блока управления соединен с управляющим входом калибровочного генератора.
1775619
0m I5
Фиг.4
Ол Фг стоа
J кВ репере
Составитель Ю.Демченко
Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева
Редактор
Заказ 4029 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101