RU1777108C - Способ определени параметров электромеханического преобразовател и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, геофизике и может быть использовано , в частности, дл  определени  параметров электродинамических или магнитоэлектрических сейсмоприемников электродинамических звукоизлучающих головок , микрофонов и т.д.

Цель изобретени  - повышение точности и помехоустойчивости определени  соб- ственной частоты коэффициента преобразовани  и степени затухани  электромеханических преобразователей, а также определение степени несимметрии преобразователей .

На фиг. 1 представлена устройства дл  определени  параметров электромеханического преобразовател , на фиг. 2 показан элемент отрицательного импеданса; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства..

При измерении импульс тока в возбуждени  подаетс  в цепь, образованную последовательным соединением исследуемого электромеханического преобрззовате- л  и элемента с эквивалентной отрицательной индуктивностью, равной или близкой по величине индуктивности катушки преобразовател . Длительность импульса тока возбуждени  выбираетс  достаточной дл  того, чтобы суммарна  амплитуда колебаний напр жени  на выводах исследуемого преобразовател  и элемента с отрицательной индуктивностью уменьшилась до уровн , не превышающего произведение амплитуды первого колебани  на требуемую погрешность определени  параметров

преобразовател . По окончании действи  импульса возбуждени  производ т интегрирование напр жени  U(t), равного алгебраической сумме напр жений Ui(t) на выводах исследуемого преобразовател  и напр жени  U2(t) на выводах элемента с отрицательной индуктивностью, за вычитом напр жени  1)з(0, присутствующего на выводах дополнительно введенного компенсационного преобразовател . Врем 

интегрировани  выбирают равным или близким длительности импульса возбуждени . Кроме того, формируют и интегрируют в течение такого же периода времени два напр жени , пропорциональных квадрату и

кубу напр жени  U(t). По значени м трех напр жений И, 2 и h на выходах интеграторов в конце цикла интегрировани  вычисл ют собственную частоту а. степень

затухани  и коэффициент преобразовани  К по формулам

or- 1- (4)

г.

I- И

г; п

з и 2(а

)

1

(5)

/J-0.5J8 j2T/( l2)-2)

K ™v7/T rh/li,(6)

где Т - посто нна  интегрировани  интеграторов;

М и 1В - априорно известные значени  инертной массы преобразовател  и тока возбуждени ,

затем подают второй импульс тока возбуждени  равной длительности, но противоположной пол рности, определ ют аналогичным способом значени  трех интегралов И , 2 и з. вычисл ют степень несимметрии в преобразователе по формуле: I hi-

5 ттггтптт(7)

Дл  уменьшени  вли ни  аддитивной погрешности интеграторов на результат определени  параметров преобразовател , последние можно вычисл ть по формулам

w(AVR) 2/TSix

S3 15з I + Из I

ftj(AVR), /3 (AVR) и K(AVR)- соответственно , усредненные значени  собственной частоты , степени затухани  и коэффициента преобразовани  электромеханического преобразовател ,

Устройство содержит последовательно соединенные исследуемый 1 и компенсационный 2 электромеханические преобразователи , источник 2 тока возбуждени , соединенный через ключ 4 и переключатель 5 пол рности с точкой соединени  преобразователей 1 и 2,элемент 6 с эквивалентным отрицательным импедансом индуктивного характера, включенный между общей шиной и свободным выводом исследуемого преобразовател , умножители 7 и 8 напр жени , интеграторы 9-11 со сбросом в ноль, аналого-цифроэое вычислительное устройство 12 и блок 13 управлени , соединенные соответствующим образом Элемент 6 отрицательного импеданса может быть реализован по схеме (см. фиг 2) и содержать операционный усилитель (ОУ) 1. посто нные резисторы 2-4. конденсатор 5. Эквивалентна  индуктивность I. последовательное сопротивление R . Работа устройства по схеме на фиг. 1

проиллюстрирована временными диаграммами на фиг. 3.

Работает устройство следующим образом .

В начальный момент контакты переключател  5 и ключа 4 наход тс  в положении, показанном на фиг. 1. По сигналу I блока управлени  (БУ) 13 происходит подключение источника 3 тока возбуждени  к исследуемому преобразователю 1: по сигналу III

происходит обнуление интеграторов 9-11. По окончании действи  импульса возбуждени  начинаетс  такт интегрировани  сигналов U(t), V(t) и Q(t). По окончании такта интегрировани  БУ 13 формирует сигнал IV

запуска аналого-цифрового вычислительного устройства (ВУ) 12, которое производит вычисление параметров w ,/ и К по формулам (4)-(6).

При необходимости БУ 13 формирует

сигнал I переключени  пол рности тока возбуждени  и все операции повтор ютс  аналогично описанным ранее. После окончани  второго цикла интегрировани  производитс  вычисление усредненных параметров vj(AVR),

Claims (2)

1. /3 (AVR) и K(AVR) и степени S несимметрии преобразовател  1 по формулам (7)-(10). Формула изобретени  1. Способ определени  параметров электромеханического преобразовател .

   заключающийс  в возбуждении преобразовател , нагруженного отрицательным сопротивлением , и анализе переходного процесса затухающих колебаний по сигналам напр жени , отличающийс  тем,

   что, с целью повышени  точности определени  параметров преобразовател , при анализе переходного процесса по око.нчании действи  импульса возбуждени  производ т суммирование напр жени  Ui(t) на исследуемом преобразователе напр жени  U2(t) на отрицательном сопротивлении и напр жени  Daft), равного шумовой составл ющей сигнала Ui(t), вз того с обратным знаком, из полученной суммы U(t) напр жений формируют напр жени  V(t) и Q(t), про- порциональные квадрату и кубу напр жени  U(t), интегрируют напр жени  U(t), V(t) и Q(t) в течение времени Т, затем возбуждают преобразователь вторым элек- .

   трическим импульсом длительности и величины , но противоположной пол рности, и провод т аналогичные суммировани  и интегрировани  напр жени , а собственную частоту W колебаний, степень /J затухани 

   и коэффициент К преобразовани  определ ют по формулам:

   с Mi I- I li l .

   5 ThT+TTjT

   W 1/r-liVr4 Ii/l3-3(li/l2)2 :

   / 0,5-V8.|22/(3 -11 13)

   K WVM .Tli/lb

   1 т-т

   i / U(t) dt: I2 - 7 / V(t) dt; I3 о

   где И

   1 т / Q(t) dt - величины интегралов напр  о

   жений U(t), V(t), Q(t) получаемых при воэбуж- дении преобразовател  первым импульсом;

   И -интеграл напр жений U(t), полученный при возбуждении вторым импульсом;

   г - посто нна  времени интегрировани ;

   М и в - априорно известные значени  инертной массы преобразовател  и тока возбуждени .
2. 2. Устройство дл  определени  параметров электромеханического преобразо- вател , содержащее источник тока возбуждени  и элемент отрицательного сопротивлени , первый вывод которого сосди2 ог--СИ

   нен с общей шиной устройства, а второй вывод  вл етс  клеммой дл  подключени  первого вывода исследуемого преобразовател , управл емый ключ и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с блоком управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и увеличени  числа одновременно измер емых параметров преобразовател , в него введены три интегратора , два перемножителч напр жений, переключатель пол рности тока и компенсационный электромеханический преобразователь , размещенный на основании, предназначенном дл  установки исследуемого преобразовател , при этом первый вывод компенсационного преобразовател   вл етс  клеммой дл  подключени  второго вывода исследуемого преобразовател , второй вывод компенсационного преобразовател  соединен с обоими входами первого перемножмтел , первым входом второго перемножител , входом второго интегратора и вторым входом второго перемножител , выход которого соединен с входом третьего интегратора, выходи всех интеграторов соединены с входами аналого-цифрового преобразовател .

   1

   фи2. 2Редактор Т. Шагова

   Составитель А. Кашаев Техред М.Моргентал

   . 3.

   Корректор О. Густи