Способ определения степени успокоения электромеханического преобразователя и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям, геофизике и может найти применение при испытаниях электродинамических сейсмоприемников, громкоговорителей , микрофонов, при исследованиях экспоненциальных радиоимпульсов. Целью изобретения является повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения степени успокоения электромеханических преобразователей. Достигается это тем, что преобразователь возбуждается прямоугольным импульсом электрического тока, достаточного для затухания переходного процесса длительности, по окончании действия импульса возбуждения производят раздельное интегрирование положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на выводах катушки преобразователя с постоянными времени соответственно т+ и г-, по окончании времени интегрирования, длительность которого выбирается из условия достаточного успокоения подвижной системы, измеряют л отношение интегралов I+ и I- и на основании 3 этого отношения вычисляют степень Дуспо- L л коения по указанной формуле. 2 с.п.ф-лы,2 ил.(С/ 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю 6 01 V 13/00, 1/ l6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4492397/10 (22) 30.08.88 (46) 23.03.92. Бюл. N- 11 (75) А.Л.Белоусов (53) 621.395.623(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1645919, кл,G 01 V 13/00, 1989. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

УСПОКОЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИ lECKO. ГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электрорадиоизмерениям, геофизике и может найти применение при испытаниях электродинамических сейсмоприемников, громкоговорителей, микрофонов, при исследованиях экспоненциальных радиоимпульсов. Целью изобретения является повышение потенциИзобретение относится к электрорадиоизмерениям, геофизике и может быть найти применение, в частности, при испытаниях электродинамических или магнитоэл ектрических сейсмоприемников, громкоговорителей, микрофонов, при исследовании экспоненциальных радиоимпульсов.

Предлагаемый способ применим ко всем электромеханическим преобразователям, у которых подвижная часть представляет собой колебательную систему второго порядка, а напряжение U(t) на выводах в режиме свободных затухающих колебаний (с нулевой начальной фазой) может быть описано выражением

U(t)- Ао ехр(Вам) з п(М Р 2вот), где A0 — коэффициент пропорциональности;

„„Я „„1721568 А1 альной помехоустойчивости и точности определения степени успокоения электромеханических преобразователей. Достигается это тем, что преобразователь возбуждается прямоугольным импульсом электрического тока, достаточного для затухания переходного процесса длительности, по окончании действия импульса возбуждения производят раздельное интегрирование положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на выводах катушки преобразователя с постоянными времени соответственно т+ и т-, по окончании времени интегрирования, длительность которого выбирается из условия достаточного успокоения подвижной системы, измеряют отношение интегралов 1+ и l- и на основании этого отношения вычисляют степеньр.успокоения по указанной формуле. 2 с.п.ф-лы,2 ил ф- степень успокоения; во — частота собственных колебаний;

t — время.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения степени успокоения электромеханических преобразователей.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — вариант устройства с отрицательным эквивалентным импедансом индуктивного характера, используемого для компенсации паразитного влияния индуктивности а» и активного сопротивления Р» катушки преобразователя на результат интегрирования (l+) положительных полуволн напряжения U(t).

1721568

Устройство содержит испытуемый преобразователь 1, элемент 2 отрицательного импеданса (-Z), управляемый переключатель 3, преобразователь 4 напряжения в ток, операционные усилители (ОУ) 5 и 6, постоянные резисторы 7, 8 и 9, конденсаторы 10 и 11, выпрямительные диоды 19 и 12, управляемые ключи 14 и 15, аналого-цифровой преобразователь 16, вычислительное устройство (BY) 17, блок управления (БУ) 18.

Элемент 2 отрицательного импеданса может быть реализован по схеме на фиг. 2 и содержит ОУ 19, резисторы 20, 21 и 22, конденсатор 23.

Эквивалентная отрицательная индуктивность выражается формулой э=-R21В2з" х С24, а отрицательное сопротивление -R> =

=R21 В2зИ21Ягг. где й21, R22 и й2з — соответственно сопротивления резисторов 20, 21 и

22, Cz< — емкость конденсатора 23, Элемент 2 уменьшает паразитный выброс напряжения U(t) в цепи s момент отклонения тока 4 возбуждения от обмотки преобразователя.

Способ определения степени Р успокоения заключается в том, что исследуемый преобразователь возбуждается прямоугольным импульсом электрического тока амплитудой l и длительностью t, достаточной для затухания переходного процесса, по окончании действия импульса возбуждения производят раздельное интегрирование в течение времени Ь, достаточного для затухания свободных колебаний с заданной точностью oofloæèòåëüíûx и отрицательных полуволн напряжения 0(т) на выводах преобразователя с постоянным временем интегрирования соответственно t+ и x-, затем измеряют отношение двух полученных интегралов l+ и l- и на основании этого отношения вычисляют степень успокоения по формуле

P=(1+d(l ) 1 ".

Устройство по схеме работает следующим образом. В исходном состоянии средний контакт переключателя 3 замкнут на общую шину, ключи 14 и 15 находятся в проводящем состоянии. БУ 18 формирует сигнал

"Импульс возбуждения" который управляет переключателем 3 и подает импульс тока 4 в обмотку преобразователя 1. Через время

t> переключатель 3 возвращается в исходное состояние и одновременно по сигналу

БУ 18 размыкаются ключи 14 и 15. Начинается такт интегрирования. При этом положительные полуволны интегрируются на конденсаторе 10, отрицательные — на конденсаторе 11. По окончании времени интег5

55 рирования сигнал с конденсатора 10 йодается на вход опорного напряжения О п, а сигнал с конденсатора 11 через инвертор

ОУ 6, резисторы 8 и 9 подается на измерительный вход U<>< АЦП 16. Код N на выходе

АЦП 16 пропорционален отношению интегралов I-/!+.

Й=Ат .

Значение коэффициента А подбирается при калибровке, ВУ 17 по сигналу "Готовность" производит вычисление Р.

Формула изобретения

1, Способ определения степени успокоения электромеханического преобразователя, заключающийся в возбуждения преобразователя импульсом тока и последующем анализе напряжения на обмотке преобразователя, отличающийся TGM, что, с целью повышения точности измерений, производят раздельное интегрирование и измерение положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на обмотке преобразователя с постоянными времени соответственно т+ и t-, а степень Р успокоения электромеханического преобразования вычисляют по окончании времени интегрирования по формуле р = (1 +,Р(!и т где l+ и 1- — величины интегралов положительных и отрицательных полуволн напряжения U(t) на обмотке преобразователя, 2, Устройство для определения степени успокоения электромеханического преобразователя, содержащее элемент отрицательного импеданса с первой клеммой для подключения электромеханического преобразователя, источник тока, соединенный с управляемым переключателем, а также аналого-цифровой преобразователь и блок управления, подключенные к вычислительному устройству, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два операционных усилителя, три резистора, два конденсатора, два выпрямительных диода, два управляемых ключа, причем первый вывод первого резистора соединен с второй клеммой для подключения электромагнитного преобразователя и выходом управляемого переключателя, второй вывод первого резистора соединен с weepтирующим входам первого операционного усилителя, выход которого соединен с анодом первого и катодом второго выпрямительных диодов, nepattA конденсатор и первый управляющий ключ соединены параллельно и включены между инвертирующим входом первого операционного усилителя и катодом первого выпрямитель1721568

7 70 72

08, ного диода, подключенным к входу опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, второй конденсатор и второй управляющий ключ соединены параллельно и включены между анодом второго выпрямительного диода и инвертирующим входом первого операционного усилителя, анод второго диода соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства, третий резистор включен между инвертирующим входом второго операци5 онного усилителя и его выходом, который подключен к измерительному входу аналого-цифрового преобразователя, а блок управления соединен с управляющими электродами управляющих ключей и входом

10 запуска аналого-цифрового преобразователя,