Способ цифровой фильтрации периодических помех в тензометрических весах и тензометрическое устройство с цифровой фильтрацией периодических помех

Способ цифровой фильтрации периодических помех в тензометрических весах и тензометрическое устройство с цифровой фильтрацией периодических помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетскик

Социалистическик

Ресяублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>932256 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 16. 07. 80 (21) 2964pgg/18-10 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 82. Бюллетень яе 20

Дата опубликования описания 01.06.82 (5I)M. Кл.

С 01 G 3/147

G О1 G 23/37

Говударстеснный квинтет

СССР

IIo аелаи нзебретеннй и отнрытнй (53) УДК 681 267

° 7(088.8) В В ° Скалевой, А. В. Скалевой, М. В. Ск

В. А. Трофимов, В. А. Соборов, А. В. Мак

В. В. Смирнов, В. ф. Фокин, В. П. Щетини и М. С. Бурштейн (72) Авторы изобретения вои, от в, --.- -:.

Одесский ордена Трудового Красного Зн политехнический институт (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ

ПОМЕХ В ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ ВЕСАХ И ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО С ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИЕЙ. ПЕРИОДИЧЕСКИХ

ПОМЕХ

Изобретение относится к измерительной технике, используемой преимущественно в устройствах для тензометрического взвешивания в динамических условиях и при тензометрировании усилий в различных. вибрирующих установках.

Известен способ цифровой фильтра" ции помех на выходе тензометрического моста, запитанного импульсным на10 потяжением, путем изменения шага квантования как по уровню, так и по времени (11.

Существенным недостатком способа и устройства является нелинейная за" висимость составляющей помехи в выходном сигнале автокомпенсатора от уровня аналогичной составляющей входного сигнала вследствие того, что скорость отслеживания определяется только знаком разбаланса и частотой импульсов заполнения автокомпенсатора и не зависит от абсолютного значения помехи во входном сигнале. В результате этого искажается форма выходно- го сигнала (помеха синусоидальной формы превращается в помеху треугольной формы} и удлиняется время переходного процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ цифровой фильтрации периодических помех путем использования инерционных свойств автокомпенсатора, в котором скорость слежения в установившемся режиме фильтрации является постоянной и не зависит от величины отклонения между сигналами помехи иа входе и выходе фильтра (21.

Недостатком этого способа является полная потеря фильтрационных свойств с уменьшением уровня помехи.

Цель изобретения — повышение степени подавления периодических помех.

Поставленная цель достигается тем, что в режиме параметрической фильтрации определяют код разности между текущим значением входного сигнала

932256 и выходным сигналом автокомпенсатора и вводят в автокомпенсатор с учетом знака код частного от деления кода полученной разности на увеличивающиеся во времени по заданному 5 закону числа.

В тензометрическое устройство с цифровой фильтрацией периодических помех, содержащее следящий автокомпенсатор, состоящий из реверсивного 10 счетчика, поразрядно связанного с декодирующим преобразователем, выход которого подключен к одному входу фазочувствительного нуль-органа, и источник питания, подключенный к !5 декодирующему преобразователю и к тензодатчику, выход которого подключен к другому входу Фазочувствительного нуль-органа, введены генератор пилообразного напряжения, фазочувствительная схема сравнения, пороговый элемент, генератор импульсов, делитель частоты и коммутатор временных интервалов, причем один вход фазочувствительной схемы сравнения подключен к выходу фазочувствительного нуль-органа, другой вход — к генератору пилообразного напряжения, а выход - к одному входу порогового элемента, к другому входу которого подключен генератор импульсов, а выход порогового элемента через делитель частоты связан с выходом реверсивного счетчика, при этом к делителю частоты подключены выходы коммутато35 ра временных интервалов.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для реализации способа цифровой фильтрации периодических помех; на фиг. 2 - график процесса

Фильтрации помехи.

Сигнал U (t) с тензодатчика 1, питающегосяпеременным напряжением прямоугольной формы от генератора 2, измеряется автокомпенсатором следяще45 го действия, состоящим из реверсивного счетчика 3, декодирующего преобразователя 4, нуль-органа 5 со входной цепью б. Опорное напряжение для декодирующего преобразователя 4 поступает от генератора 2 ° Усиленная разность между входным и компенсирующим сигналами,дЦ = U<(t) - U<(t) определяет направление счета в реверсивном счетчике 3 и поступает на дальнейшее ее преобразование в число- 55 импульсный код с помощью источника

7 пилообразного напряжения, фазочувствительной схемы 8 сравнения разнополярных напряжений, логического порогового элемента 9, один из входов которого связан с генератором

10 импульсов заполнения высокой частоты. Импульсы с выхода элемента подаются на делитель 11 частоты, имеющий переменный коэффициент деления, устанавливаемый коммутатором

12 временных интервалов, который соединен по выходам с управляющими входами переключений делителя 11 частоты, связанного с реверсивным счетчиком 3 автокомпенсатора.

Устройство работает следующим образом.

Устройство работает в режиме воспроизведения входного сигнала U<(t) или цифровой фильтрации помех. В первом случае делитель 11 частоты имеет коэффициент деления, равный единице, и компенсирующее напряжение U (t) декодирующего преобразователя повторяет входной сигнал UÄ(t) на каждом такте переменного напряжения генератора 2 (начальный участок графика .на фиг. 2).

При этом на каждом i-ом такте в реверсивный счетчик 3 поступает такое количество тактовых импульсов заполнения, которое соответствует разбалансу hU на этом такте. 8 режиме цифровой фильтрации (с момента времени t на Фиг. 2) включается коммутатор 12 временных интервалов, который через определенные интервалы времени ЬТ дискретно увели5 чивает коэффициент деления m в делителе 11 частоты. Если, например m = 2, то приращение компенсирующего напряжения в этом случае станет равным

601 = — . В общем случае íà j-Ou ьО

% Я ступени переключения коэффициента деления щ получают Ь Б,„ (3) =," . Таким образом, переход следящего автокомпенсатора на увеличивающийся коэффициент деления приводит к замедлению скорости отслеживания изменений входного сигнала, т.е. к уменьшению амплитуды помехи в компенсирующем сигнале;

Количество ступеней дискретизации и коэффициента деления m и переключение их во времени через интервал дТ устанавливается из конкретных характеристик динамических процессов и требуемой степени подавления помехи.

Поскаль ку процесс подавления помехи в предложенном устройстве подобен процессу в параметрических фильтрах (например, Й:-фильтры с дискретно

5 9322 изменяющимся сопротивлением), то оптимальным, с точки зрения сокращения времени переходных процессов и про-. стоты технической реализации, является показательный закон изменения 5 коэффициента деления m1 = 2", где и = 0,1,2,3,... - целы числа. 11ри этом значение п может выбираться тем большим, чем больше периодов помехи укладывается в интервал времени фильм.1в рации, а интервал gT должен быть не менее длительности периода помехи наиболее низкой частоты. формула изобратения

1. Способ цифровой фильтрации периодических помех в тензометрических весах путем использования инерцион- 20 ных свойств следящего автокомпенсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени no" давления периодических помех, в pe" жиме параметрической фильтрации опре- gg деляют код разности между текущим значением входного сигнала и выходным сигналом автокомленсатора и вводят в автокомпенсатор с учетом знака код частного от деления кода полученной разности на увеличивающиеся во времени по заданному закону числа.

2. Тензометрическое устройство с цифровой фильтрацией периодических помех, содержащее следующий автокомпенсатор, состоящий из реверсивного56 6 счетчика, поразрядно связанного. с декодирующим преобразователем, вы" ход которого подключен к одному входу фазочувствительного нуль-органа, и источник питания, подключенный к декодирующему преобразователю и тензодатчику, выход которого подключен к другому входу фазочувствительного нуль-органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени подавления периодических помех, в него введены генератор пилообразного напряжения, фазочувствительная схема сравнения, пороговый элемент, генера" тор импульсов, делитель частоты и коммутатор временных интервалов, причем один вход фазочувствительной схемы сравнения подключен к выходу фазочувствительного нуль-органа, другой вход — к генератору пипообразного напряжения, а выход - к одному входу порогового элемента, к другому входу которого подключен генератор импуль-. сов, а выход порогового элемента через делитель частоты связан с входом реверсивного счетчика, при этом к делителю частоты подключены выходы коммутатора временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 1S0258, кл. 6 01 G 9/00.

2. Авторское свидетельство СССР

И 619800, кл. С 01 G 9/00, 1977 (прототип).

932256

Составитель В. Ширшов

Редактор Е. Лушникова Техрец A. Ач

Корректор д..ГРиценко

Подписное

Заказ 3743/57 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-3 Раушская наб. д. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4