Тензометрическое устройство

Тензометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций. Целью изобретения является повышение точности за счет получения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ;измерительного тракта, не зависимой ОТ коэффициента усиления измерительного усилителя. Указанная цель достигается тем, что генератор 13 качающейся частоты позволяет получать непрерывное во времени изменение частоты входного сигнала, двухплатный переключатель 16 нормирует АЧХ, т,в, делает ее не зависимой от коэффициецта усиления измерительного усилителя 3, усилитель-формирователь 15 рабочей точки onl poHa 6 позволяет выбирать рабочую точку оптрона 6 на середине линейного участка его выходной характеристики, нагрузочный резистор 7 предохраняет приемную часть диодноГо оптрона 6 от шунтирования резисторами тензомоста I, разделительный ;конденсатор 8 передает переменную С (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И ) (51) 4 С 01 В 7/1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3947690/25-28 (22) 17,07.85 (46) 30.07,8?, Бюл, Ф 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловоэный институт (72) Н.А,Кузнецов, И.В.Фридбауэр, И,Л,Рубин и И,Б.Крылов (53) 531. 781. 2 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(590594, кл. G 01 В 7/18, 1976, (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис— польэовано при измерении деформаций, Целью изобретения является повышение точности за счет получения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)

;измерительного тракта, не зависимой от коэффициента усиления измерительного усилителя. Указанная цель дости. гается тем, что генератор 13 качающейся частоты позволяет получать непрерывное во времени изменение частоты входного сигнала, двухплатный переключатель 16 нормирует АЧХ, т.е, делает ее не зависимой от коэффициента усиления измерительного усилителя

3, усилитель-формирователь 15 рабочей точки оптрона 6 позволяет выбирать рабочую точку оптрона 6 на сере. дине линейного участка его выходной характеристики, нагрузочный резистор

7 предохраняет приемную часть диодного оптрона 6 от шунтирования резис" торами тензомоста 1, разделительный конденсатор 8 передает переменную

1326877 составляющую выходного тока диодного оптрона 6 и исключает влияние постоянного напряжения тензомоста ) на приемную часть диодного оптрона 6, Изменение напряжения на управляющем входе генератора 13 качающейся частоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций, Цель изобретения — повышение точности за счет получения непрерывной 5 амплитудно-частотной характеристики (А В) измерительного тракта, не зависимой от коэффициента усиления измерительного усилителя.

На чертеже представлена блок-схе)О ма тензометрического устройства.

Устройство содержит тенэомост 1, источник 2 питания, включенный в диагональ питания тензомоста ), nol5 . следовательно соединенные измерительный усилитель 3, детектор 4 и регистратор 5, вход измерительного усилителя 3 соединен с измерительной диагональю тенэомоста последовательно соединенные оптрон 6, нагруэочный резистор 7, разделительный конденсатор 8, ключ 9 с первым 10 и вторым

1) контактами,,генератор 12 пилообразного напряжения, генератор 13 ка25 чающейся частоты, делитель )4 напряжения и усилитель-формирователь 15 рабочей точки оптрона 6, выход усилителя-формирователя )5 соединен с входом оптрона 6> двухплатный переключатель 16, .первая плата )7 которого включена во входную цепь измерительного усилителя 3, а вторая плата 18— в цепь обратной. связи делителя 14 напряжения, выход генератора 12 пилообразного напряжения соединен с вто- 35 рым входом регистратора 5 °

Оптрон 6 состоит из передающего

19 и приемного 20 диодов.

Измерительный усилитель 3 содержит первый и второй преобразователи 40 напряжение — ток, выпслненные в виде последовательно соединенных операционных усилителей 21 и 22, полевых транзисторов 23 и 24 и токоограничи тельных резисторов 25 и 26, входной 45 ты приводит к непрерывному и монотонному измецению частоты его выходного сигнала в широких пределах, что исключает ошибки в снятии АЧХ, обуслов-. ленные дискриминацией частоты .

1 ил. переменный резистор 27, включенный через первую плату 17 двухплатного переключателя 16 между инвертирующими входами операционных усилителей

21 и 22, преобразователь ток — напряжение, выполненный в виде операционного усилителя 28 с резисторами 29 и

30 отрицательной обратной связи, первый и второй источники 31 и 32 тока, одни из выходов которых подключены к инвертирующим входам операционных усилителей 21 и 22, фильтр 33, вход которого соединен с выходом операционного усилителя 28.

Делитель напряжения )4 содержит операционный усилитель 34, переменный резистор 35 отрицательной обратной связи, входной резистор 36, который соединен с одним из входов переменного резистора 35 отрицательной обратной связи и подключен к инвертирук щему входу операционного усилителя 34, выход которого через вторую . плату 18 двухплатного переключателя

16 подключен к другому входу переменного резистора 35 отрицательной обратной связи, Усилитель-формирователь ) 5 рабочей точки оптрона 6 выполнен на операционном усилителе с внешней целью смещения, что позволяет выбирать рабочую точку оптрона 6 на середине линейно—

ro участка его выходной характеристики, !

Приемная часть (диод 20) диодного оптрона, включенная в измерительную диагональ тензомоста 1, работает как гальванически развязанный управляемый источник тока, Управление амплитудой тока осуществляется световым пав током, идущим от передающим части (диод 19) диодного оптрона 6. Такое включение приемной части (диод 20) диодного оптрона 6 позволяет непосредственно подавать измерительный сигна3 13268 лы на вход измерительного усилителя

3, что исключает необходимость шунтирования одного из плеч тензомоста 1.

Нагрузочный резистор 7 предохраняет приемную часть (диод 20) диодного on- 5 трона 6 от шунтирования резисторами тензомоста 1. Разделительный конденсатор 8 предназначен для передачи переменной составляющей выходного тока диодного оптрона 6 и для исключения влияния постоянного напряжения тензомоста 1 на приемную часть диодного оптрона 6. Усилитель-формирователь

15 рабочей точки диодного оптрона 6 формирует постоянную составляющую то- !5 ка, текущего через передающую часть оптрона 6, за счет чего выбирается рабочая точка оптрона 6 и переменную составляющую синусоидального вида с изменяющейся частотой, Делитель 14 20 напряжения предназначен для изменения уровня сигнала генератора 13 качающейся частоты в соответствии с изменениями положения двухплатного переключателя 16, 25

Генератор 12 пилообразного напряжения предназначен для выработки сигнала, изменяющегося во времени по линейному закону, определяющему изменение абсциссы АЧХ, 30

Генер атор 1 3 качающейся частоты предназначен для выработки на его выходе синусоидального напряжения постоянной амплитуды и частоты, непрерывно и монотонно изменяющейся в соот.35 ветствии с уровнем сигнала на его управляющем входе.

Детектор 4 служит для выработки на выходе постоянного напряжения, величина которого прямо пропорциональ- 40 на эффективному значению переменного напряжения, поступающему на его вход, Двухплатный переключатель 16 предна— эначен для одновременного изменения коэффициента усиления измерительного 45 усилителя 3 и коэффициента деления делителя 14 напряжения, а также позволяет нормировать АЧХ, т,е, делать ее независимый от коэффициента усиле-, ния измерительного усилителя 3. 50

Тензометрическое устройство работает следующим образом, Перед снятием АЧХ на выходе измерительного усилителя 3 посредством балансировки тензомоста устанавли- 55 вается нулевое выходное напряжение, В режиме снятия АЧХ контакт 10 ключа 9 подключает приемную часть оптрона 6 через нагрузочный резистор

77 4

7,,разделительный конденсатор 8 и второй контакт 1 ключа 9 к входам измерительного усилителя 3 и одновременно запускает генератор 12 пилообразного напряжения, на выходе которого появляется сигнал, изменяющийся во времени по линейному закону, начиная от нулевого уровня. Изменение напряжения на управляющем входе генератора 13 качающейся частоты приводит к непрерывному и монотонному изменению частоты его выходного сигнала в широких пределах, Выходное напряжение генератора 3 качающейся частоты через делитель 14 напряжения, усилитель-формирователь 15, диодный оптрон 6 поступает с сильно ослабленной амплитудой на вход измерительного усилителя 3.

При этом передаваемый сигнал не искажается, так как не происходит шунтирование одного из плеч тензомоста I.

На выходе измерительного усилителя 3 возникает отклик на входной синусоидальный сигнал, изменяющийся по частоте. Выходной сигнал измерительного усилителя 3 после выпрямления и сглаживания детектором 4 поступает на первый вход регистратора 5, обеспечивающего формирование ординаты АЧХ, в то время как абсцисса АЧХ формируется под воздействием сигнала генератора 12 пилообразного напряжения, поступающего на второй вход регистратора 5. При экспотенциальной зависимости частоты выходного сигнала от напряжения на управляющем входе генератора 13 качающейся частоты регистратор 5 построит АЧХ тензометрического устройства в логарифмическом по абсциссе и в линейном по ординате масштабах.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Тензометрическое устройство, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питания тензомоста, измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ тенэомоста, оптрон, нагрузочный резистор, генератор пилообразного напряжения, делитель напряжения, ключ и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двухплатным переключателем, первая плата которо5 1326877 6 го включена во входную цепь измери- выходом измерительного усилителя, а тельного усилителя, а вторая плата - выход - с .первым входом регистратора, в цепь обратной связи делителя напря- второй вход которого соединен с выхожения, генератором качающейся часто- дом генератора пилообразного налряжеты, вход которого соединен с выхо- 5 ния, второй вывод нагрузочного резисдом генератора пилообразного напряже- тора соединен с первым выходом оптрония, а выход - с входом делителя на- на, первый контакт ключа включен межпряжения, усилителем, вход которого ду второй обкладкой разделительного соединен с выходом делителя напря- конденсатора, первой вершиной измерижения, выход - с входом оптрона, раз- >0 тельной диагонали тензомоста и входом делительным конденсатором, первая об- генератора пилообразного напряжения, кладка которого соединена с первым а второй контакт включен между вто-. . выводом нагрузочного резистора, де- рым выходом оптрона и второй вершитектором, вход которого соединен с ной измерительнойдиагонали тензомоста.

Составитель В.Писаревский

Редактор Т.Лазоренко Техред H.Кадар Корректор Т,Колб

Заказ 3269/34 Тираж 676 Подпи сна е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4