Измерение амплитуды импульсов

Все описанные выше устройства являются фильтрами, использующими различие в свойствах сигнала и помехи. Пропустив через них сигнал, мы очищаем его от помех. Теперь задача состоит в измерении параметров сигнала, которые содержат информацию о состоянии пославшей его кинематической пары.

Сведения о состоянии кинематической пары механизма заключены в амплитуде акустического импульса и в его положении на оси времени относительно опорного сигнала. Хотя измерение этих параметров импульса представляет несравненно более простую задачу, чем его выделение из серии импульсов, посылаемых всеми кинематическими парами механизма, но и о ней следует сказать несколько слов. Специфика измерений амплитуды импульсов и временных интервалов в системе акустической диагностики связана с малой длительностью как импульсов, так и интервалов времени между ними, если к этим величинам подходить с обычным масштабом.

Простейшей задачей оценки амплитуды импульса, посылаемого кинематической парой, будет определение: больше она или меньше некоторой заданной величины. Эта задача может быть решена с помощью амплитудного дискриминатора. Импульс проходит на выход дискриминатора лишь тогда, когда его амплитуда превышает некоторый установленный порог. Этот порог можно регулировать и для каждой кинематической пары найти свое значение.

Когда диагностическая задача формулируется таким образом, что требуется определить, исправны ли кинематические пары механизма, то ее можно решить, используя амплитудный дискриминатор. Порог дискриминатора устанавливается на величину амплитуды импульса, который соответствует переходу кинематической пары из класса исправных в неисправные. Если после этого импульс проходит на выход дискриминатора, значит, кинематическая пара неисправна. Импульс, прошедший дискриминатор, может включить индикаторную лампочку или другой сигнал. Отсутствие импульса на выходе дискриминатора указывает на то, что кинематическая пара исправна. Таким образом, дискриминатор выполняет в системе диагностики простейшие логические функции.

Дискриминатор может быть использован и для измерения амплитуды импульсов. Изменяя величину порога, можно зарегистрировать то его значение, при котором входные импульсы начинают проходить на выход дискриминатора. Это пороговое значение и можно принять за величину амплитуды акустического импульса. Амплитуду импульсов удобно измерять с помощью двух дискриминаторов, имеющих разные пороги S и S+ΔS. Импульсы с этих дискриминаторов подаются на схему антисовпадений. Чтобы схема выдала сигнал, необходимо, чтобы амплитуда поступившего импульса превосходила порог первого дискриминатора, но была меньше порога второго дискриминатора. Об этой логической операции мы уже рассказывали. Устройство срабатывает только в том случае, если на выходе одного дискриминатора импульс есть, а на выходе другого - нет.

Рис. 35. С помощью двух дискриминаторов и схемы антисовпадения можно определить, между какими значениями лежит амплитуда импульса

Появление сигнала на выходе схемы антисовпадений свидетельствует о том, что измеряемая амплитуда импульса лежит между значениями S и S+ΔS. Разность пороговых значений ΔS называют "окном" амплитудного анализатора. Его ширина определяет максимальную погрешность измерения амплитуды. Очевидно, что пороги дискриминаторов S и S+ΔS во время измерения амплитуды импульсов автоматически или вручную изменяются до тех пор, пока на выходе анализатора не появится сигнал. Значения порогов при этом и укажут величину амплитуды импульса с погрешностью ΔS.

Рис. 36. Наиболее точные измерения амплитуд основаны на преобразовании их во временной интервал

Часто амплитуду импульсов измеряют предварительно, пребразовав ее в интервал времени, поскольку его измерить проще и точнее. С помощью специальной электронной схемы импульс "кладется на бок" и в зависимости от величины амплитуды он занимает больший или меньший интервал на оси времени. Получается новый импульс, длительность которого равна амплитуде импульса, поступившего на вход анализатора. Передним фронтом нового импульса запускается генератор периодических колебаний, а задним фронтом генератор останавливается. Подсчитав число колебаний генератора и зная их период, легко определить длительность импульса, а она, в свою очередь, соответствует амплитуде импульса, поступившего на вход анализатора.

Помимо индикаторных лампочек и других устройств, предназначенных для визуального считывания результатов измерения, к выходу анализатора амплитуды импульсов с помощью специальной электронной схемы может быть подключено цифропечатающее устройство, которое выдает результат диагноза в виде таблицы.