SU796880A1 - Device for monitoring motor vehicle work - Google Patents

Description

1one

Изобретени относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  экспресс-анализа процессов , протекающих в узлах и детал х транспортного средства во врем  дорожных или стендовых испытаний а также в лабораторных услови х дл  обработки информации, зарегистрированной на магнитных носител х.The invention relates to measurement technology and can be used for rapid analysis of processes occurring in vehicle components and parts during road or bench tests as well as in laboratory conditions for processing information recorded on magnetic media.

Известны бортовые устройства дл  контрол  и регистрации показателей работы транспортных средств, позвол ющие измер ть дисперсию случайного процесса в п ти частотных плосах .и содержащие датчик, тензоусилитель , полосовой фильтр, усилитель , блок преобразовани , элемент И, индикатЪр, блок формировани  и преобразовани  сигналов времени l.Airborne devices for monitoring and recording vehicle performance are known that measure the variance of a random process in five frequency planes and contain a sensor, a strain amplifier, a bandpass filter, an amplifier, a conversion unit, an And element, an indicator, a time signal generation and conversion unit. l.

Недостатками указанных устройств  вл ютс  необходимость проведени  дополнительных вычислений, невысока  точность и малое быстродействие .The disadvantages of these devices are the need for additional calculations, low accuracy and low speed.

Известно также устройство дл  контрол  работы транспортных средст содержащее датчик, выход которого через первый усилитель подключей ко входам полосовых фильтров, коммутатор , второй усилитель, генератор импульсов и блок индикации (2.It is also known a device for monitoring the operation of vehicles contains a sensor, the output of which through the first amplifier is connected to the inputs of bandpass filters, a switch, a second amplifier, a pulse generator and a display unit (2.

Работа с этим устройством проводитс  в три равных по длительности этапа: предварительный заезд, тарировка и измерение . На первом этапе устанавливают необходимые коэффициенты усилени  тензоусилител  и полосовых усилителей и регистри0 руют с помощью генератора импульсов врем  движени  транспортного средства} на втором этапе при выбранных режимах работы тенэоусилител  и полосовых усилителей произ5 вод т тарировку всего тракта, т.е. регистрацию известного сигнала в течение времени, равного времени предварительного заезда} на третьем этапе производ т измерение и обра0 ботку. Таким образом, при работе с известным устройством две трети рабочего времени затрачиваетс  на определение оптимальных режимов функционировани  отдельных узлов Work with this device is carried out in three stages of equal duration: preliminary arrival, calibration and measurement. At the first stage, the required gain factors of the amplifiers and bandpass amplifiers are established and the vehicle running time is recorded with the help of a pulse generator} at the second stage, with the selected modes of operation of the amplifiers and bandpass amplifiers, the entire path, i.e. registration of a known signal within a time equal to the time of preliminary arrival} at the third stage, measurement and processing are performed. Thus, when working with a known device, two thirds of the working time is spent on determining the optimal modes of operation of individual components.

5 устройства,.регистрацию времени заезда и нахождение тарировочных .коэффициентов , а только одна третв собственно на измерение. Кроме того,так как при измерении дисперсии 5 devices, registration of the arrival time and finding the calibration coefficients, but only one third of the actual measurement. In addition, since when measuring the dispersion

0 лчастота следование импульсов на блока преобразовани  пропорциональна квадрату величины измер емого сигнала, при большом динамическом диапазоне входного сигнала в блоке преобразовани  возникают значительные погрешности, св занные с трудностью достижени  линейности передаточной характеристики данного блока во всем входном диапазоне . Другим источником погрешности  вл етс  используемый в известном устройстве метод делени , позвол ющий производить деление только нецело.The frequency of the pulses on the conversion unit is proportional to the square of the measured signal, with a large dynamic range of the input signal, significant errors occur in the conversion unit due to the difficulty of achieving linearity of the transfer characteristic of this unit in the entire input range. Another source of error is the division method used in the known device, which allows division only to be incomplete.

Цель изобретени  - сокращение времени проведени  испыта ний и увеличение точности измерений.The purpose of the invention is to reduce the time of testing and increase the accuracy of measurements.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  контрол  работы транспортных средств, содержащее датчик, выход которого через первый усилитель подключен ко входам полосовых фильтров, коммутатор, второй усилитель, генератор импульсов и бло индикаций, введены аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, программный блок и блок управлени , выходы полосовых фильтров подключены ко входам коммутатора, выход которого через второй усилитель соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого подключен к первым входам микропроцессора и блока управлени , второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первый выход блока управлен  подключён через программны блок ко второму входу микропроцессора , выход которого соединен с блоком индикации, второй,, третий и четвертый выходы блока управлени  подключены соответственно к управл ющим входам коммутатора, второго усилител  и аналого-цифрового преобразовател  .The goal is achieved in that a device for monitoring vehicle operation, containing a sensor, the output of which through the first amplifier is connected to the inputs of a bandpass filter, a switch, a second amplifier, a pulse generator and a display, introduces an analog-to-digital converter, a microprocessor, a software unit and control, the outputs of the bandpass filters are connected to the inputs of the switch, the output of which through the second amplifier is connected to the first input of the analog-digital converter, the output of which is connected to The first inputs of the microprocessor and the control unit, the second input of which is connected to the output of the pulse generator, the first output of the control unit is connected via a software unit to the second input of the microprocessor, the output of which is connected to the display unit, the second, third and fourth outputs of the control unit are connected respectively to the control the inputs of the switch, the second amplifier and the analog-digital converter.

Введение в устройство обратной св зи между аналого-цифровым преобразователем и усилителем через блок управлени  позвол ет автоматически выбрать режим работы устройства, что исключает необходимость проведени  перед каждым измерением предварительного заезда и уменьшает погрешность измерений при большом динамическом диапазоне сигнала. Действительно , блок управлени  и синхронизации управл ет изменением коэффициента усилени  усилител , в зависимости от величины сигнала на выходе аналого-цифрового преобразовател . Введенный блок управлени  учитывает в микропроцессорном блоке изменение коэффициентов усилени  усилител  одновременно с обработкой и регистрацией, что исключает необходимость проведени  тарировки перед каждым измерением. Микропроцессор с блоком микропрограмм обеспечивает требуемую точность вычислений иско ,мых параметров, сравнимую с точнос1ью аналого-цифрового преобразовател .Introduction to the feedback device between the analog-digital converter and the amplifier through the control unit allows you to automatically select the mode of operation of the device, which eliminates the need to carry out a preliminary check before each measurement and reduces the measurement error at a large dynamic signal range. Indeed, the control and timing unit controls the gain of the amplifier, depending on the magnitude of the signal at the output of the analog-to-digital converter. The introduced control unit takes into account in the microprocessor unit a change in the gain factors of the amplifier simultaneously with processing and recording, which eliminates the need for calibration before each measurement. A microprocessor with a microprogram unit provides the required accuracy of calculations of the required parameters, comparable to the accuracy of an analog-digital converter.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  контрол  работы транспортного средства.The drawing shows the block diagram of the device for monitoring the operation of the vehicle.

Оно содержит датчик 1, первый усилитель 2, полосовые фильтры 3, коммутатор 4, второй усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь б, микропроцессор 7, блок 8 индикации, генератор 9 импульсов, блок 10 управлени , программный блок 11. Датчик 1 соединен с первым усилителем 2, выхо которого подключен к полосовым фильтрам 3, св занным через коммутаторIt contains sensor 1, first amplifier 2, bandpass filters 3, switch 4, second amplifier 5, analog-to-digital converter b, microprocessor 7, display unit 8, pulse generator 9, control unit 10, program block 11. Sensor 1 is connected to the first amplifier 2, the output of which is connected to bandpass filters 3 connected through a switch

4со вторым усилителем 5, выход которого подан на аналого-цифровой преобразователь 6, выход аналого-цифрового преобразовател  б соединен4 with the second amplifier 5, the output of which is fed to the analog-to-digital converter 6, the output of the analog-to-digital converter b is connected

с информационным входом микропроцессора 7, к входу управлени  которого, подключен выход программного блока 11, а выход микропроцессора 7 заведе на блок 8 индикации. Генератор 9 импульсов соединен с блоком 10 управлени  , выходы которого св заны с коммутатором 4, вторым усилителем 5, аналого-цифровым преобразователем 6 и программным блоком 11.with the information input of the microprocessor 7, to the control input of which, the output of the program block 11 is connected, and the output of the microprocessor 7 is connected to the display block 8. The pulse generator 9 is connected to a control unit 10, the outputs of which are connected to the switch 4, the second amplifier 5, the analog-to-digital converter 6 and the software unit 11.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При проведении испытаний аналоговый сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход первого усилител  2, где происходит его предварительное усиление. Затем усиленный сигнал поступает на входы полосовых фильтров 2. По сигналам, приход щим из блока 10 управлени , отфильтрованные составл ющие поочередно подаютс  коммутатором 4 на вход второго усилител  5. На втором усилителеWhen testing, the analog signal from the output of sensor 1 is fed to the input of the first amplifier 2, where it is pre-amplified. The amplified signal is then fed to the inputs of the band-pass filters 2. According to the signals coming from the control unit 10, the filtered components are alternately fed by the switch 4 to the input of the second amplifier 5. At the second amplifier

5блок 10 управлени  устанавливает наибольший коэффициент усилени , при котором напр жение на выходе второго усилител  -5 не превышает по абсолютной величине наибольшего значени  сигнала, преобразуемого аналого-цифровым преобразователем б. Коэффициент усилени  второго усилител  5 выбираетс  из чисел р да 2,где п - О, ±1/ ±2 и т.д. Частота работы аналого-цифрового преобразовател  6 соответствует частоте работы коммутатора 4, включенного дл  реализации принципа временного разделени  каналов, и определ етс  выражением:5 control unit 10 sets the largest gain at which the voltage at the output of the second amplifier -5 does not exceed in magnitude the largest value of the signal converted by the analog-to-digital converter b. The gain of the second amplifier 5 is selected from the numbers row 2, where n is O, ± 1 / ± 2, and so on. The frequency of operation of the analog-to-digital converter 6 corresponds to the frequency of operation of the switch 4, included to implement the principle of time division of channels, and is determined by the expression:

Vi.MCKpeT wax перVi.MCKpeT wax lane

де f,de f,

максимальна  частота спектman ра исследуемого сигнала; количество частотных каналов;the maximum frequency of the spectrum of the signal under study; the number of frequency channels;

число отсчетов на период . number of samples per period.

персигнала , необходимое дл  остаточно полного его отражени .the perception signal necessary for its residual full reflection.

Цифровой код с выхода анало-цифрвого преобразовател  б поступает в микропроцессор 7 и блок 10 управлени . Если цифровой код на выходе аналого-цифрового .преобразовател ; б превышает верхнюю пороговую величину , заданную в блоке 10 управлени  , что говорит о слишком большой величине сигнала на выходе второго усилител  5, то блок 10 вырабатывает сигнал, по которому уменьшаетс  величина коэффициента усилени  во втором усилителе 5. Аналогичным образом производитс  увеличение коэффициента усилени  при величине цифрового кода на выходе аналогоцифрового преобразовател  б, меньшей установленного нижнего порогового значени , заданного в блоке 10. Таким образом, поддерживаетс  оптимальный уровень сигнала на входе аналого-цифрового преобразовател  6. Код текущего значени  коэффициента усилени  второго усилител  5 из блока 10 управлени  поступает в программный блок 11, который производит соответствующий сдвиг поступающего из аналого-цифрового преобразовател  6 числа в микропроцессор 7. В микропроцессоре 7 по командам программного блока 11 производитс  обработка поступающей информации . Блок 10 управлени  посылает в программный блок 11 сигналы, делающие номер частотного канала,которому принадлежит пришедшее в микропроцессор 7 число. Результаты обработки по каждому частотному канал занос тс  во внутренние регистры общего назначени  микропроцессора 7 Вывод результатов измерений осуществл етс  поканально, производитс  подсчет сигнала из блока 10 управлени  в программный блок 11,.который управл ет выводом информации из соответствующего регистра общего назначени  микропроцессора 7 на бло индикации 8. Генератор импульсов 9 определ ет врем  проведени  измерени  и, соответственно,, число дискретных отсчетов измер емой величины которое используетс  при усреднении в процессе обработки результатов измерени .The digital code from the output of the analog-to-digital converter b is fed to the microprocessor 7 and the control unit 10. If the digital code at the output of the analog-digital converter; b exceeds the upper threshold value specified in control block 10, which indicates that the signal at the output of the second amplifier 5 is too large, then block 10 generates a signal that reduces the gain value in the second amplifier 5. Similarly, the gain is increased when a digital code at the output of the analog-digital converter b, which is less than the set lower threshold value specified in block 10. Thus, the optimum signal level at the input is maintained e analog-to-digital converter 6. The code for the current value of the gain of the second amplifier 5 from the control unit 10 enters the program block 11, which performs the corresponding shift of the number coming from the analog-digital converter 6 to the microprocessor 7. In the microprocessor 7, the commands of the program block 11 are produced processing incoming information. The control unit 10 sends to the program unit 11 signals that make up the number of the frequency channel to which the number 7 arrives at the microprocessor. The processing results for each frequency channel are recorded in the internal general purpose registers of the microprocessor 7 The measurement results are output one channel at a time, the signal from the control unit 10 is programmed to the program block 11, which controls the output of information from the corresponding general register of the microprocessor 7 to the display unit 8. The pulse generator 9 determines the measurement time and, accordingly, the number of discrete readings of the measured value, which is used during averaging essays processing the measurement results.

При использовании устройства вре м , необходимое дл  получени  резултата , сокращает :  примерно в 3 раза по сравнению спрототипом, так какWhen using the device, the time required to obtain the result is reduced: about 3 times compared with the prototype, since

исключаетс  предварительный заезд, а тарировка может проводитьс  лишь один раз за весь цикл измерений, В 2 раза сокращаетс  расход моторесурсов транспортного средства,так как при работе с известным устройством требовалось совершать два заезда - предварительный и измерительный (тарировка производилась при неподвижном транспортном средстве), а работа с предлагаемым устройством preliminary check-in is excluded, and the calibration can be carried out only once per cycle of measurements, the consumption of the motor resources of the vehicle is reduced by 2 times, since when working with a known device it was necessary to perform two runs - preliminary and measuring (calibration was made while the vehicle was stationary) work with the proposed device

0 требует лишь измерительного заезда. Повышаетс  точность преобразовани , особенно при большом динамическом диапазоне входного сигнала.0 requires only a measurement run. Conversion accuracy is enhanced, especially with a large dynamic range of the input signal.

1515

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 1. USSR author's certificate 0 по за вке № 2347609/24,0 according to application number 2347609/24, кл. G 07 С 5/10, 26.01.77.cl. G 07 C 5/10, 26.01.77. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2716059/18-24,2. USSR author's certificate for application number 2716059 / 18-24, кл. G 07 С 5/08, 19.01.79 (прототип).cl. G 07 C 5/08, 19.01.79 (prototype). .; .-...; .-... . 1 .Ч | .. 1 .H | . - 9688С - 9688С