RU1354947C

RU1354947C - Adaptive digital device for checking parameters of surge

Info

Publication number: RU1354947C
Authority: RU
Inventors: Э.И. Капля; В.И. Абрамов; С.Н. Слезкин
Original assignee: Kaplya E I; Abramov V I; Slezkin S N
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: digital measuring devices. SUBSTANCE: device has integrator 1, zero devices 2, 3, reference voltage source 4, voltage scaling circuit 5, input signal amplitude analyzer 6, input signal duration analyzer 7, NOR gates unit 8, control unit 9, time- digit converter 10, clock 11, commutator 12, zero setting unit 13, digit-time converter 14, radio transmitter 15, control wire 16, radio receiver 17, digital recorder 18. EFFECT: increased validity of information, increased functional capabilities of testing. 1 dwg

Description

Изобретение относится к цифровым измерительным системам и может быть использовано для контроля воздействия ударного импульса на исследуемый объект, в частности времени распространения и амплитуды ударного ускорения в условиях ограниченного времени существования объекта и устройства. The invention relates to digital measuring systems and can be used to control the impact of a shock pulse on an object under study, in particular the propagation time and amplitude of shock acceleration under conditions of a limited lifetime of the object and device.

Цель изобретения повышение надежности получения информации при расширении функциональных возможностей контроля. The purpose of the invention is to increase the reliability of obtaining information while expanding the functionality of the control.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Цифровое устройство для контроля параметров ударного импульса содержит интегратор 1, первый 2 и второй 3 нуль-органы, источник 4 опорного напряжения, делитель 5 напряжения, анализатор 6 амплитуды входного сигнала, анализатор 7 длительности входного сигнала, блок 8 элементов И-НЕ, блок 9 управления, преобразователь 10 время-цифра, генератор 11 тактовых импульсов, коммутатор 12, блок 13 обнуления, преобразователь 14 цифра-время, радиопередатчик 15, шину 16 управления, радиоприемник 17, цифровой регистратор 18. The digital device for controlling the parameters of the shock pulse contains an integrator 1, first 2 and second 3 null organs, a reference voltage source 4, a voltage divider 5, an input signal amplitude analyzer 6, an input signal duration analyzer 7, an AND-NOT element block 8, block 9 control, converter 10 time-to-digital, clock generator 11, switch 12, reset unit 13, converter 14 digit-time, radio transmitter 15, control bus 16, radio 17, digital recorder 18.

Делитель 5 напряжения через интегратор 1 соединен с входом устройства, а его выходы через соответствующие первый 2 и второй 3 нуль-органы соединены с входами блока 8 элементов И-НЕ, анализатора 7 длительности входного сигнала и анализатора 6 амплитуды входного сигнала. Другие входы первого 2 и второго 3 нуль-органов соединены с источниками 4 опорного напряжения. Входная шина через анализатор 6 амплитуды входного сигнала соединена с анализатором 7 длительности входного сигала, соответствующими входами блока 8 элементов И-НЕ, блоков 9 управления. Управляющий выход блока 9 управления подключен к преобразователю 10 время-цифра и преобразователю 14 цифра-время (ПЦВ). Третий выход ПЦВ 14 соединен с входами анализатора 7 длительности входных импульсов и вторым входом каждого элемента И-НЕ блока 8. Второй выход преобразователя 14 через блок 9 управления соединен с анализатором 6 амплитуды входного сигнала. Блок 9 управления через коммутатор 12 соединен с информационными входами преобразователя 14 цифра-время, первый выход которого подключен к радиопередатчику 15. Соответствующие информационные входы коммутатора 12 соединены с выходами анализатора 7 длительности входного сигнала преобразователя 10 время-цифра. Выходы блока 8 элементов И-НЕ связаны со счетным с входом преобразователя 10 время-цифра. The voltage divider 5 through the integrator 1 is connected to the input of the device, and its outputs through the corresponding first 2 and second 3 zero-organs are connected to the inputs of the block 8 elements AND NOT, the analyzer 7 of the duration of the input signal and the analyzer 6 of the amplitude of the input signal. Other inputs of the first 2 and second 3 zero-organs are connected to sources 4 of the reference voltage. The input bus through the analyzer 6 of the amplitude of the input signal is connected to the analyzer 7 of the duration of the input signal, the corresponding inputs of the block 8 of the elements AND, NOT, blocks 9 of the control. The control output of the control unit 9 is connected to a time-to-digital converter 10 and a digital-to-time converter 14 (PCV). The third output of the PCV 14 is connected to the inputs of the analyzer 7 of the input pulse duration and the second input of each element AND block NOT 8. The second output of the Converter 14 through the control unit 9 is connected to the analyzer 6 of the amplitude of the input signal. The control unit 9 through the switch 12 is connected to the information inputs of the digit-time converter 14, the first output of which is connected to the radio transmitter 15. The corresponding information inputs of the switch 12 are connected to the outputs of the analyzer 7 of the input signal of the time-digital converter 10. The outputs of the block 8 elements AND are NOT connected with the counting with the input of the Converter 10 time-to-digit.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

До начала воздействия ударного импульса с помощью блока 9 управления все элементы и блоки устройства устанавливаются в исходное состояние. Prior to the impact of the shock pulse using the control unit 9, all elements and blocks of the device are set to their initial state.

При поступлении сигнала на входы анализатора 6 амплитуды, если этот входной сигнал имеет заданные минимальные амплитуды и длительность, на выходе анализатора 6 возникают сигналы, которые поступают на анализатор 7 длительности и одновременно через блок 8 управления на вход преобразователя 14 цифра-время, а через блок 8 элементов И-НЕ на преобразователь 10 время-цифра. Дискретизация входного сигнала по уровням производится в анализаторе 6 амплитуды. С помощью шины 16 и анализатора 6 производится включение преобразователя 14 цифра-время и разрешение обрабатывать величину входного сигнала анализатором 7 длительности. Если длительность входного сигнала меньше заданной длительности, анализатор 7 не включается, а если длительность сигнала превышает заданную величину, то длительность сигнала определяется подсчетом импульсов генератора 11, информация о длительности поступает на информационные входы коммутатора 12, а преобразователь 14 цифра-время начинает формировать структуру выходного сигнала. Опорный импульс на входе радиопередатчика 15 начинает формироваться в момент подачи потенциала с блока 9 управления на ПЦВ 14, что уменьшает дополнительную погрешность при передаче временных интервалов, и заканчивается через 0,5 периода следования тактовых импульсов генератора 11. Преобразователь 14 цифра-время обладает задержкой τ₃, обусловленной разрешающей способностью канала связи радиопередатчик 15 радиоприемник 17, необходимым временем для записи в ПЦВ 14 и исключением ошибок за счет переходных процессов. Сформированный преобразователь 14 цифра-время импульс начального кода идентификаторы и каждый последующий переключает его для записи с коммутатора 12 части информации, выбранной многоустойчивым триггером блока 9 управления согласно поступившему сигналу с датчика D_i. Для уменьшения времени вывода объема V информации о датчике D_i ПЦВ 14 и коммутатор 12 организуют последовательно-параллельный вывод всего объема информации V.Upon receipt of a signal at the inputs of the amplitude analyzer 6, if this input signal has a predetermined minimum amplitude and duration, signals are output at the output of the analyzer 6, which are transmitted to the duration analyzer 7 and simultaneously through the control unit 8 to the input of the converter 14, digital-time, and through the unit 8 NAND elements per 10 time-to-digit converter. Sampling of the input signal by levels is performed in the analyzer 6 amplitude. Using the bus 16 and the analyzer 6, the digit-time converter 14 is turned on and the resolution is processed by the duration analyzer 7 of the input signal. If the duration of the input signal is less than the specified duration, the analyzer 7 does not turn on, and if the signal duration exceeds a predetermined value, then the signal duration is determined by counting the pulses of the generator 11, information about the duration goes to the information inputs of the switch 12, and the digit-time converter 14 begins to form the structure of the output signal. The reference pulse at the input of the radio transmitter 15 begins to form at the moment of supplying the potential from the control unit 9 to the PCV 14, which reduces the additional error in the transmission of time intervals, and ends after 0.5 periods of the clock pulses of the generator 11. The digit-time converter 14 has a delay τ ₃ , due to the resolution of the communication channel, the radio transmitter 15, the radio receiver 17, the necessary time for recording in the PCV 14 and the elimination of errors due to transients. The generated digit-time converter 14 is the pulse of the initial code identifiers and each subsequent one switches it for recording from the switch 12 a part of the information selected by the multistable trigger of the control unit 9 according to the received signal from the sensor D _i . To reduce the time of outputting the volume V of information about the sensor D _{i, the} PCV 14 and the switch 12 organize serial-parallel output of the entire amount of information V.

Количество информационных временных интервалов на входе радиопередатчика 15 определяется выражением n=V/m, где V объем информации в битах; m объем информации в битах, записанный параллельно в преобразователь 14, и соответственно количество временных интервалов на входе радиопередатчика 15. Последний информационный импульс о датчике D с второго выхода ПЦВ 14 через блок 9 управления стирает в памяти результаты обработки в анализаторах 6,7, осуществляя предварительную подготовку устройства к возможным повторным срабатываниям. Блок 9 управления при помощи многоустойчивого триггера и распределителя импульсов, находящихся в блоке 9 управления, осуществляет отбор адреса датчика D_i, информация о котором выводится. Блок элементов И-НЕ совместно с указанным распределителем исключает вероятность ложного формирования выключающих импульсов на выходе распределителя импульсов в случае поступления нескольких сигналов с датчиков до окончания вывода информации о предыдущем, так как блок элементов И-НЕ обеспечивает удержание на i-м выходе сигнала о датчике D_i на время действия импульса, величина которого достаточна для окончания всех переходных процессов по выключению i-го блока в анализаторе 6.The number of information time intervals at the input of the radio transmitter 15 is determined by the expression n = V / m, where V is the amount of information in bits; m is the amount of information in bits recorded in parallel in the converter 14, and accordingly the number of time intervals at the input of the radio transmitter 15. The last information pulse about the sensor D from the second output of the PCV 14 through the control unit 9 erases the processing results in the analyzers 6,7, preparing the device for possible repeated operations. The control unit 9, using a multistable trigger and a pulse distributor located in the control unit 9, selects the sensor address D _i , information about which is displayed. The block of AND-NOT elements together with the indicated distributor eliminates the possibility of false formation of shutdown pulses at the output of the pulse distributor in the event that several signals from the sensors arrive before the end of the output of information about the previous one, since the block of AND-NOT elements ensures that the signal about the sensor is held at the ith output D _i for the duration of the pulse, the value of which is sufficient for the end of all transients to turn off the i-th block in the analyzer 6.

После этого устройство возвращается в исходное состояние. After that, the device returns to its original state.

С учетом минимального времени вывода информации, минимальной вероятности потери информации о номере сработавшего датчика первой выводится часть информации со старших разрядов преобразователя 10 время-цифра, вторым интервалом номер датчика D_i, последующими интервалами оставшаяся информация. Для передачи информации о номере датчика D_i блок 9 управления пpи помощи многоустойчивого триггера и десятично-двоичного преобразователя преобразует его в двоичный код с последующим выводом на входы управления коммутатора 12.Taking into account the minimum time of information output, the minimum probability of loss of information about the number of the triggered sensor, the first part of the information is output from the high bits of the transducer 10 time-digit, the second interval is the number of the sensor D _i , and the remaining information is left at subsequent intervals. To transmit information about the sensor number D _i, the control unit 9, using a multistable trigger and a decimal-binary converter, converts it into binary code with subsequent output to the control inputs of switch 12.

При поступлении сигнала с датчика D_i, после окончания вывода информации о предыдущем D_i, устройство формирует аналогичную посылку и с идентификацией датчика D_i.Upon receipt of a signal from the sensor D _i , after the end of the output of information about the previous D _i , the device forms a similar package with the identification of the sensor D _i .

Последовательность сигналов радиопередатчика 15 с выхода радиоприемника 17 регистрируется цифровым регистратором 18. В процессе регистрации измеряются временные интервалы между соседними импульсами, несущие информацию о воздействии удара на исследуемый объект. Объем получаемой информации определяется типами применяемых датчиков, их компоновкой т.е. можно получить амплитудно-временные характеристики воздействия ударного импульса в продольном при определенном расположении датчиков. The sequence of signals of the radio transmitter 15 from the output of the radio receiver 17 is recorded by the digital recorder 18. During the registration process, the time intervals between adjacent pulses are measured, which carry information about the impact of the impact on the object under study. The amount of information received is determined by the types of sensors used, their layout i.e. it is possible to obtain the amplitude-time characteristics of the impact of a shock pulse in the longitudinal at a certain location of the sensors.

Работа устройства в режиме контроля нарастания импульса напряжения аналогична работе в режиме при поступлении сигнала на анализатор 6 амплитуды входного сигнала. При поступлении сигнала на вход интегратора 1 и превышении им уровня величины опорного напряжения с выходом делителя 5 на выходе нуль-органа 2 формируется сигнал, который через анализатор 6 амплитуды включает устройство и блокирует передачу импульсов генератора 11 через соответствующий элемент И-НЕ блока 8, запрещая работу ПЦВ 10. При этом формируемая посылка идентифицирует данный вход как опорный. Сигнал с нуль-органа 3 аналогично блокирует работу ПЦВ 10 с задержкой, величина которой будет передана в формируемой посылке. The operation of the device in the mode of monitoring the growth of the voltage pulse is similar to the operation in the mode when a signal is received on the analyzer 6 of the amplitude of the input signal. Upon receipt of a signal at the input of the integrator 1 and exceeding the level of the reference voltage with the output of the divider 5, a signal is generated at the output of the zero-organ 2, which, through the amplitude analyzer 6, turns on the device and blocks the transmission of pulses of the generator 11 through the corresponding AND-NOT element of block 8, PCV operation 10. In this case, the generated package identifies this input as a reference. The signal from the zero-organ 3 similarly blocks the operation of PCV 10 with a delay, the value of which will be transmitted in the generated package.

Claims

АДАПТИВНОЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА, содержащее интегратор, соединенный через делитель напряжения с первыми входами двух нуль-органов, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения, радиопередатчик, радиоприемник, выход которого подключен к цифровому регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности получения информации при расширении функциональных возможностей контроля, в него введены шина управления, блок обнуления, анализатор длительности входного сигнала, анализатор амплитуды входного сигнала, блок элементов И-НЕ, блок управления, преобразователь время-цифра, преобразователь цифра-время, коммутатор, при этом вход интегратора и N входов анализатора амплитуды входного сигнала соединены с входной шиной всего устройства, а два входа анализатора амплитуды входного сигнала соединены с выходами нуль-органов, входами анализатора длительности входного сигнала и двумя входами блока элементов И-НЕ, N входов анализатора длительности входного сигнала с выходами анализатора амплитуды входного сигнала, соответствующими входами блока элементов И-НЕ и блока управления, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выходы которого соединены с входами преобразователя цифра-время, выходы блока управления подключены также к информационным входам преобразователя цифра-время и управляющим входам коммутатора, первый выход преобразователя цифра-время подключен к радиопередатчику, второй через блок управления и блок обнуления к анализатору амплитуды входного сигнала, а третий выход к анализатору длительности входного сигнала и третьим входам блока элементов И-НЕ, управляющий выход блока управления соединен с преобразователями время-цифра и цифра-время, второй выход блока управления соединен с входом анализатора длительности входного сигнала, шина управления подключена к анализатору амплитуды входного сигнала, выходы блока элементов И-НЕ через преобразователь время-цифра соединены с соответствующими информационными входами коммутатора. ADAPTIVE DIGITAL DEVICE FOR CONTROL OF SHOCK PULSE PARAMETERS, comprising an integrator connected via a voltage divider to the first inputs of two zero-organs, the second inputs of which are connected to a reference voltage source, a radio transmitter, a radio receiver, the output of which is connected to a digital recorder, characterized in that In order to increase the reliability of obtaining information while expanding the monitoring capabilities, a control bus, a zeroing unit, an input signal duration analyzer are introduced into it, and an input signal amplitude analyzer, an NAND element block, a control unit, a time-to-digital converter, a digital-time converter, a switch, while the integrator input and N inputs of the input signal amplitude analyzer are connected to the input bus of the entire device, and two inputs of the input amplitude analyzer the signal are connected to the outputs of the null organs, the inputs of the analyzer of the duration of the input signal and two inputs of the block of elements AND NOT, N inputs of the analyzer of the duration of the input signal with the outputs of the analyzer of the amplitude of the input signal corresponding inputs of the AND-NOT element block and the control unit, and its outputs are connected to the information inputs of the switch, the outputs of which are connected to the inputs of the digital-time converter, the outputs of the control unit are also connected to the information inputs of the digital-time converter and the control inputs of the switch, the first output the digital-time converter is connected to the radio transmitter, the second through the control unit and the zeroing unit to the input signal amplitude analyzer, and the third output to the input signal duration analyzer and to the third inputs of the AND-NOT element block, the control output of the control unit is connected to time-to-digital and digital-time converters, the second output of the control unit is connected to the input analyzer of the input signal duration, the control bus is connected to the input signal amplitude analyzer, the outputs of the AND NOT through a time-to-digital converter are connected to the corresponding information inputs of the switch.