Устройство для измерения работы

Устройство для измерения работы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсниа

Социалистических республик

905718 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.07.77 (21) 2515971/25-28 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

G 01 N 3/30

)всударстмкный канитет (23) Приоритет-CCCP вю делан изобретений н вткрыткй

Опубликовано 15.02.82, Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (53) ЛК 531.781. .2 . 539.3 (088.8) В.А.Клочко, В.Г.Рыгалин, Д.А.Гречннскнй, В.В;Клюев;1 и В.Н.Ковальский

)

Й с:: (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель

Научно-исследовательский институт интроскопии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения работы пластической деформации при ударе, и может найти применение, в частности, при разработке амортизаторов, демпфирующих устройств, при определении равнопрочности изделий и т.д.

Известно устройство для измерения параметров удара, содержащее интегратор, грубый и точный компараторы, подключенные к интегратору, логические элементы запрета, элементы И, ИЛИ, регистры. сдвига и цифра-аналоговый преобразователь. Устройство позволяет юмерить пиковое значение ударного импульса (1).

Однако известное устройство не позволяет юмерить работу пластической деформации при ударе. Эту работу можно ориентировочно оценить, исследуя форму. ударного импульса, но устройство имеет низкую точность при измерении пикового значения ударного импульса.

Наиболее близким по технической сущности ! к изобретению является устройство для измерения работы пластической деформации при, ударе, содержащее последовательно соединенные преобразователь, формирователь сигнала и основной ключ, подключенный к нему входами блок измерения площади сигнала преобразоваS теля, интегратор и первую и вторую схемы

И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу интегратора, схему НЕ, вход. которой соединен с выходом второй схемы И-НЕ, триггер, первый и второй регистры, к управляющим входам каждого из которых подключен один из выходов триггера, и индикатор.

Устройство позволяет измерять площадь переднего фронта ударного импульса, характеризующего скорость соударения тел, площадь заднего фронта ударного импульса, характеризующего скорость отскока соударяющихся тел, и полную площадь ударного импульса, характеризующую полное юменение скорости саударяющихся тел в процессе удара. Из этих данных путем пересчета можно получить величину работы пластической деформации при ударе (г).

Однако, производительность при этом невысокая. Точность измерения работы пласти.905718 ческой деформации также низкая, так как надежность получения таких данных из-за на. личия субъективных оценок оператора не может быть гарантирована.

Цель изобретения - повышение производительности и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено первым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения площади и второй схемой И-НЕ, 10 а выход - с входом первогс регистра, вторым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения площади и схемой НЕ, а выход - с входом второго регистра, третьим дополнительным ключом, входы 1S которого соединены с основным ключом и первой схемой И-НЕ, а выход - с триггером и управляющим входом основного ключа, первым и вторым квадраторами, входы которых соединены соответстченно с первым и вторым ре- ZO гистрами, и вычислительным блоком, входы которого соединены с квадраторами, а выход с индикатором.

На чертеже приведена блок-схема устройства

Устройство для измерения работы пластической деформации при ударе содержит преобразователь 1, формирователь 2 сигнала, основной ключ 3, первый, второй и третий дополнительные ключи 4-6, блок 7 измерения площади сигнала преобразователя, интегратор

8, первую и вторую схемы 9 и 10 И-НЕ, схему 11 НЕ, триггер 12, первый и второй регистры 13 и 14, первый и второй квадрато-.

35 ры 15 и 16, вычислительный блок 17 и индикатор 18. Преобразователь 1 закрепляют на одном из соударяющихся тел (на чертеже не показано). Преобразователь 1 через формирователь 2, служащий для согласования выходного импеданса преобразователя и для нормализации электрического сигнала, являющегося откликом на механический удар, соединен с одним входом ключа 3. Последний служит для пропускания сигнала во время удара и отклю45 чения измерительных элементов устроиства после окончания действия ударного импульса.

Выход ключа 3 соединен со входами блока

7, интегратора 8, схем 9 и 10 И-HE. Блок 7 измерения площади служит для измерения площадей переднего и заднего фронтов импульса, количественные данные о которых записываются в регистрах 13 и 14. Схемы 9 и.

10 И-НЕ, ключи 4-6 и триггер 12 служат для формирования сигналов, разрешающих запись данных о площадях переднего и заднего фрон. 55 тово импульсов, их считывание и передачу в квадраторы 15 и 16. Вычитание их квадратов происходит в блоке 17, Количественные данные о работе пластической деформации при ударе регистрирует индикатор 18.

Устройство работает следующим образом.

При соударении двух тел, масса одного из которых значительно превышает массу другого, ударный импульс преобразуется преобразователем 1 в электрический сигнал.

Этот сигнал по форме полностью повторяет форму механического ударного импульса, Сигнал с выхода преобразователя 1 поступает в формирователь 2, где он формируется в однополярный, усиливается и затем через открытый ключ 3 поступает одновременно на входы блока 7, интегратора 8, схем 9 и 10

И-НЕ и на управляющий вход ключа 6. При нарастании ударного импульса до максимального значения, блок 7 измеряет площадь переднего фронта импульса. Одновременно данные о площади переднего фронта записываются в регистре 13 через открытый ключ

4. Ключи 4-6 открываются при наличии на их управляющем входе нулевого уровня. Последний на входе ключа 4 во время нарастания ударного импульса достигается за счет схемы

10 И-НЕ, выход которой подключен к управляющему входу. ключа 4. Вместе с тем выход схемы 10 И-НЕ подключен к управляющему входу ключа 5 через схему ll НЕ, и, следовательно, на управляющем входе ключа 5 при нарастании ударного импульса образуется уровень, отличный от нуля. Ключ 5 закрыт.

Информация с выхода блока 7 при измерении площади переднего фронта ударного импульса в регистр 14 не проходит. Прн нарастании сигнала на выходе ключа 3 во время измерения площади переднего фронта ударного импульса одновременно происходит интегрирование этого сигнала интегратором 8, на выходе которого присутствует отличный от нулевого уровня сигнал. Ключ 6 заперт, иа его выходе сигнал отсутствует, и триггер 12 находится в невозбужденном состоянии.

При достижении входным сигналом максимального значения на выходе интегратора 8 напряжение сигнала снижается до нулевого уровня. При этом на выходе схемы 10 И-НЕ появляется напряжение сигнала, отличное от нулевого уровня. Ключ 4 закрывается, а на управляющем входе ключа 5 появляется сигнал с нулевым уровнем. Ключ 5 открывается, и начинается запИсь данных с площади заднего фронта ударного импульса 3 регистр 14, так как в этот момент времени ключ 4 закрывается, прекращается поступление информации в регистр 13. При измерении плошади заднего фронта ударного импульса на выходе схемы 9

И-НЕ образуется сигнал нулевого уровня и, несмотря на то, что в течение этого времени ключ 6 открыт, на его выходе сигнал о сутл9057 яует, и триггер 12 остается в невозбужденном состоянии.

После окончания ударного импульса на один вход схемы 10 И-НЕ поступает сигнал с нулевым уровнем от ключа 3 и сигнал с нуле 5 вым уровнем от интегратора 8. При этом на управляющий вход ключа 5 приходит сигнал с отличным от нуля уровнем. Ключ 5 закрывается, и в регистр 14 перестает поступать информация о площади заднего фронта импульса. l0

В этот же момент времени на выходе схемы

9 И-НЕ появляется отличный от нулевого уровня сигнал, который, проходя через открытый ключ 6, возбуждает триггер 12 и закрывает ключ 3, прекращая тем самым поступление

15 информации о дребезге и других помехах.

Триггер 12 вырабатывает импульсы считывания, которые поступают на регистры 13 и 14 и разрешают считывание с них информации о переднем и заднем фронтах ударного импульса.

Сигналы с выходов регистров 13 и 14 возводятся в квадрат в квадраторах 15 и 16 и поступают на блок 17. Разность квадратов сигналов, пропорциональная площадям фронта нарастания и фронта спада ударного импульса, 25 ,равна, с точностью до масштабного коэффициента пропорциональности, работе пластическои деформации при ударе и эта величина регистрируется индикатором 18. Масштабные коэффициенты устанавливаются в регистрах 13 и 1 50 и 14 при калибровке устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения работы пластической деформации при ударе, содержащее пос18 6 ледовательно соединенные преобразователь, формирователь сигнала и основной ключ, подключенные к нему входами блок измерения площади сигнала преобразователя, интегратор и первую и вторую схемы И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу интегратора, схему НЕ, вход которой соединен с выходом второй схемы И-НЕ, триггер, первыи и второй регистры, к управляющим входам каждого иэ которых подключен один из выходов триггера, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерения, оно снабжено первым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения площади и второй схемой И-НЕ,а выход — с входом первого регистра, вторым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения площади и схемой НЕ, а выходс входом второго регистра, третьим дополни тельным ключом, выход которого соединен с основным ключом и первой схемой -HE„а выход - с триггером и управляющим входом основного ключа, первым и вторым квадраторами, входы которых соединены соответственно с первым и вторым регистрами, и вычислительным блоком, входы которого соединены с квадраторами, а выход - с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3286253, кл. 340-347, 1966.

2. Патент США У 4004450, кл.73-12, 1977 (прототип) ., 905718

Составитель А.Матвеев

Редактор Н.Ромжа Техред М.Тенер Корректор А.Гриценко

Заказ 353/59 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113034, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород ул.Проектная, 4