Автоматическое многоканальное тензометрическое устройство

Автоматическое многоканальное тензометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„>932213

4"1 %

«6 т, // —.-

" г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.1080 (2) ) 299б 855/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Р 2М.К>

С 01 В 7/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень ¹ 20 (53) УДК 531. 781. 2:

: 539. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 30.05.82 (72) Авторы изобретения

В.Н.Аристов,Е.A.Êoíäðàòåíê

В.П.Соколянский и A.

1

Ф

Харьковский ордена Ленина авиационный институт "--":=-: †.-.( им. Н.Е.Жуковского (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ МНОГОКАНАЛЬНОЕ

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к автоматическим многоканальным тензометрическим устройствам, и может быть использовано при исследовании на механическую прочность различных деталей и конструкций.

Известно автоматическое многоканальное тенэометрическое устройство, содержащее тензодатчики, измерительный блок, коммутатор, аналогоцифровой преобразователь и цифровую вычислительную машину. В этом устройстве выходы тенэодатчиков подключены к соответствующим входам коммутатора. Первый вход коммутатора связан cd входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первым входом цифровой вычислительной машины, второй вход которой соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя (1).. Однако зто устройство обеспечивает только один режим работы— режим регистрации информации, Отсутствие обратной связи от цифровой вычислительной машины для передачи данных и команд в устройство ограничивает его функциональные воэможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматическое многоканальное тензометрическое устройство, содержащее тензодатчики, переключатели, измерительные входы которых подключены к выходам тензодатчиков, коммутатор, управляющий выход которого соединен с управляющими входами переключателей, измерительный блок, вход которого подключен к измерительному выходу коммутатора, цифровую вычислительную машину и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу цифровой вычислительной машины (2).

Недостатком известного устройства также является то, что.оно обеспечивает только один режим работы— режим регистрации информации, вследствие отсутствия обратной связи от цифровой вычислительной машины для передачи данных и команд в устрой- ство.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем введения обратной связи от цифровой вычислительной машины для передачи входных данных и команд в устройство.

932213

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено счетчиком адреса, управляющий выход которого подключен к управляющему .входу коммутатора, накопителем, таймером, интерфейсом, контроллером, блоком ввода данных, один выход которого подключен к первому управляющему входу контроллера, блоком микропрограммного управления, один вход которого подключен к другому выходу блока вво-10 да, другой - к первому управляюцему выходу контроллера, а выход — ко второму управляющему входу контролера, и блоком индикации, управляющий вход которого подключен ко втоРому управляющему выходу контроллера, а измерительный вход — к соответствуюцему измерительному выходу интерфейса, измерительные входы и выходы контроллера, а также измерительные н управляюцие входы и выходы счетчика адреса, измерительного блока, накопителя, цифровой вычислительной машины и таймера соединены с соответствующими выходами и входами интерфейса.

На чертеже представлена блок-схема автоматического многоканального тенэометрического устройства.

Устройство содержит тензодатчики 1, переключатели 2, измерительные 0 входы которых под,::лючены к выходам тензодатчиков 1, коммутатор 3, управляющий выход которого соединен с управляющими входами переключателей

2, измерительный блок 4, вход кото- 35 рого подключен к измерительному выходу коммутатора 3, цифровую вычислительную машину 5. Устройство также содержит счетчик 6 адреса, управляющий выход которого подключен к уп- 4О равляюцему входу коммутатора 3, накопитель 7, таймер 8, интерфейс 9, контроллер 10, блок ll ввода данных, один выход которого подключен к первому управляюцему входу контроллера д5

10, блок 12 микропрограммного управления, один вход которого подключен к другому выходу блока 11 ввода, дРУгой - к первому управляюцему выходу контроллера 10, а выход - ко второму управляющему выходу контроллера 10, и блок 33 индикации, управляющий вход которого подключен ко второму управляюцему выходу контроллера 10, а измерительный вход — к соответствующему измерительному выходу интерфейса 9.

-Измерительные входы и выходы контроллера 10, а также измерительные н укравляюцие входы и выходы счетчика

6 адреса, измерительного блока 4, накопителя 7, цифровой вычислительной машины 5 к таймера 8 соединены с соответствующими выходамк и входами интерфейса 9.

1 б5

Автоматическое многоканальное тенэометрическое устройство работает следующим образом.

Контроллер 10 по сигналу Пуск поступаюцему на его первый вход с первого выхода блока 11 ввода, вырабатывает начальный импульс, кото-. рый со второго выхода контроллера 10 поступает на второй вход блока 12 микропрограммного управления и приводит к вводу через первый вход в блок 12 мнкронрограммного управления кода режима со второго выхода блока 11 ввода, чем подготавливается к генерации микропрограмма, соответствуюцая заданному режиму работы устройства. Кроме того, начальный импульс со второго выхода контроллера 10 приводит к генерации кода пер вой микрокоманды выбранной микропрограммы. Этот код с выхода блока

12 микропрограммного управления поступает на второй вход контроллера

10. Разряды кода мккрокоманды по характеру использования можно разбить на четыре зоны управляющий код, зону задержки, зону перехода, зону следующего адреса. Управляюций код.с первого выхода контроллера 10 поступает на управляющий вход интерфейса 9, где на основании этого кода вырабатываются импульсы микрооперацкй, т.е. импульсы, производящие элементарные управляющие действия в блоках устройства, например Сброс в ноль, Открыть вентили, Установить в единицу, Записать в регистр и т.п. Управляюцкй код однозначно определяет совокупность микроопераций и адреса функциональных узлов, где эти микрооперации нужно выполнить. Интерфейс 9 в соответствии с управляющим кодом распределяет импульсы микроопераций между управляющими входами подключенных к его управляюцим выходам счетчика 6 адреса, измери тельного блока, накопителя 7, цифровой вычислительной машины 5 и таймера 8. После отработки микрокоманд в указанных блоках контроллер 10 н® втором выходе генеркрует импульс, поступающий на второй вход блока 12 микропрограммного управления и выбирающий следуюцую микрокоманду.

Код этой микрокоманды появляется на выходе блока 12 микропрограммного управления к поступает на второй вход контроллера 10, а затем через его первый выход - на управляющий вход интерфейса 9. Если микрокоманда определяет микрооцерацкк, на выполнение которых в блоках устройства требуется определенное время, то в зоне задержки такой микрокоманды устанавливается соответствующий код.

Этот код с выхода блока 12 микропрограммного управления поступает

932213 на вход контроллера 10 и переводит его в состояние задержки. При этом . импульсы, обеспечивающие выборку микрокоманд, контроллером 10 не ге- . нерируются. Интерфейс 9 в соответствии с управляющим кодом, поступающим на его управляющий вход с первого выхода контроллера 10, вырабатывает импульсы микроопераций, поступающие с управляющих выходов интерфейса 9 на управляющие входы 10 счетчика б адреса, кзмерительного блока 4, накопителя 7., цифровой вычислительной машины 5 и таймера 8.

Затем интерфейс 9 ожидает поступление с информационных выходов счет- 15 чика б адреса, коммутатора 3, измерительного блока 4, цифровой вы.числительной машины 5, таймера 8 подтверждения отработки этими блоками адресованных им микроопераций.

По получении сигналов готовности со счетчика б адреса, измерительного блока 4, накопителя 7, цифровой вычислительной машины 5 и таймера 8 интерфейс 9 генерирует сигнал ответа, который с соответствующего его информационного выхода поступает на третий вход контроллера 10. Этот сигнал, выводит контроллер 10 as состояния задержки, и происходит выборка очередной микрокоманды. Таким образом осуществляется автоматическая синхронизация работы всего аэто-. матического многоканального тенэометрического устройства по наиболее медленно действующему блоку. Последовательность выбора микрокоманд может изменяться в зависимости от состояния блоков устройства. Если установлены определенные разряды зоны управляющего кода в данной мик- 40 рокоманде, интерфейс 9 вырабатывает на соответствующем управляющем выходе импульс, поступающий на управляющий вход соответствующего блока. llo этому импульсу адресуемый 45 блок выдает сигнал условия, например, результат сравнения кодов, сигнал состояния какого-либо элемента, разрйда н т.п. Этот сигнал с информационного выхода соответствующего блока поступает на соответствующий информационный вход интерфейса 9, .который вырабатывает сигнал перехода. Этот сигнал поступает с информационного выхода интерфейса 9 на третий вход контроллера .10. По этому сигналу на втором выходе контроллера 10 Жнерируется импульс, поступающий на второй вход блока 12 микропрограммного управления и производящий выбор не очереднЬй микрокоманды, как при отсутствии сигнала перехода, а мнкрокоманды, код номера .которой указан в зоне следующего ад;реса текущей мккрокоманды. Переход к микрокоманде с номером, укаэанным 65 в данной микрокоманде, осуществляет«" ся также, если установлен соответствующий разряд в зоне перехода кода микрокоманды.

Так как информационные входы и выходы счетчика б адреса, измерительного блока 4, накопителя. 7, цифровой вычислительной машины 5 и таймера 8 связаны с соответствующкми инФормационными выходами и входами интерфейса 9, то в зависимости от значения управляющего кода интерфейс

9 соединяет указанный s этом коде информационный вход или выход соответствующих блоков с определенннки информацконнымн выходами илк входамк блока 9, благодаря чему соединяются соответствующие информационные выходы к входы блоков, подключенных к интерфейсу 9 (счетчика б адреса, измерительного блока 4, накопителя

7, цифровой вычислительной машины 5 и таймера 8) и происходит передача информации в заданном направлении, причем эта же информация с соответствующего информационного выхода интерфейса 9 поступает на информационный вход блока 13 индккацкн.На управляющий вход блока 13 индикации с третьего выхода контроллера 10 поступают сигналы состояния контроллера 10 к управляющий код микрокоманды. Определенная кодовая комбинация управляющего кода воспринимается в блоке 13 индикации как мккрооперация записи данных с информационного выхода интерфейса 9 для индикации, благодаря чему в блоке 13 индикации отображается лишь заранее заданная информация иэ передаваемой по информационным связям интерфейса 9.

Таким образом, последовательная генерация кодов микрокоманд с помощью контроллера 10 и блока 12 микропрограммного управления, восприятие этих кодов соответствующими блоками, цодключеннймк к интерфейсу 9, вырабатывающему сигналы ответа н перехода на основании сигналов готовности и условий иэ соответствующих блоков, обеспечивает согласованное функционирование всех блоков устройства.

Последовательность кодов микрокоманд, соответствующая каждому режиму работы устройства, хранится в блоке 12 микропрограммного управления.

Если в блоке 12 микропрограммного управления для хранения кодов мккрокоманд используется перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), порядок работы блоков устройства может изменяться операто". ром в зависимости от требований эксперимента..Для этого коды микрокоманд, соответствующие выбранному режиму работы устройства, последователько набираются в блоке ll ввода н со второго его выхода подаются.

932213 на первый вход блока 12 микропрограммного управления и записываются в соответствующей матрице ППЗУ блока 12 микропрограммного управления.

Таким образом, реализуется возможность перестраивать работу устройства в зависимости от характера решаемой задачи.

Автоматическое многоканальное тензометрическое устройство может осуществлять четыре режима работы: ре- 10 жим регистрации измерительных данных, режим повторно-периодической регистрации, режим подготовки стенда, режим передачи управления.

В режиме регистрации измерительной 5 информации устройство работает следующим образом.

По снгналу Пуск с первого выхода блока ll ввода подготавливается, как описано выше, микропрограмма ре- >О гистрации. .Первая микрокоманда этой микропрограммы поступает с выхода блока 12 микропрограммного управления на второй вход контроллера 10.

С первого выхода контРоллера 10 управляющий код первой микрокоманды поступает на управляющий вход интерфейса 9, где вырабатывается импульс микрооперации сброса в ноль счетчика 6 адреса, который подается на управляющий вход счетчика б адреса..

Двоичный код с управляющего выхода счетчика 6 адреса поступает на управляющий вход коммутатора 3, где преобразуется в сигналы управления 35 выборкой тензодатчиков 1, поступающие с управляющего выхода коммутатора 3 на управляющий вход соответствующего переключателя 2 тензодатчиков, который подключает первый 4О тензодатчик 1 к измерительному входу коммутатора 3. Сигнал с выхода тензодатчика 1 поступает через соответствующий переключатель 2 тензодатчиков на измерительный вход коммутатора 3 45 и далее с измерительного выхода коммутатора 3 на измерительный вход измерительного блока 4.

Затем контроллер 10 генерирует микрокоманду передачи кода адРеса датчика из счетчика 6 адреса в блок

13 индикации, где адрес выбранного датчика индицируется на табло.

По следующей микрокоманде запускается измерительный блок 4, и контроллер 10 переходит в состояние задержки, при котором очередная микрокоманда не выбирается до окончания иЪмерения. Сигнал завершения измерения поступает с информационного выхода измерительного блока 4 на инфор-60 мационный вход интерфейса 9, который вырабатывает сигнал ответа, поступающий с соответствующего информационного выхода интерфейса 9 на третий вход контроллера 10 ° По этому 65 сигналу контроллер 10 обеспечивает выдачу следующей микрокоманды, по которой измерительная информация переписывается в накопитель 7 и подается на вход цифровой вычислительной машины 5, как было описано выше. Следующей микрокомандой содержимое счетчика 6 адреса увеличивается на единицу. При этом отключается первый тенэодатчик 1 и подключается второй по сигналу, поступающему с управляющего выхода счетчика 6 адреса на управляющий вход коммутатора 3 и далее с его управляющего выхода на управляющий вход соответствующего переключателя 2 тензодатчиков.

По следующей микрокоманде производится сравнение содержимого счетчика б адреса с заданным конечным номером тензодатчика 1, хранимом в блоке 11 ввода. Если сравнение произошло, счетчик 6 адреса вырабатывает сигнал условия, на основании которого интерфейс 9 выдает в контроллер 10 сигнал перехода, который поступает с соответствующего информационного выхода интерфейса 9 на третий вход контроллера 10. По этому сигналу происходит выборка микрокоманды Стоп,и работа устройства прекращается. Если сравнения содержимого счетчика б адреса с заданным конечным номером датчика, хранимом в блоке 11 ввода, нет, сигнал перехода не выдается и контроллер 10 выбирает очередную микрокоманду. По этой микрокоманде содержимое счетчика 6 адреса переписывается в блок 13 индикации для индикации. Следующая микрокоманда запускает измерительный блок 4 и переводит контроллер 10 в состояние задержки. По мере окончания процессов измерения, регистрации, ввода в цифровую вычислительную машину 5 измерительным блоком 4, накопителем 7, цифровой вычислительной машиной 5 выдаются сигналы готовности, которые поступают на соответствующие информационные входы интерфейса 9. По окончании самого длительного из этих процессов интерфейс 9 вырабатывает сигнал ответа, который поступает с соответствующего информационного выхода интерфейса 9 на третий вход контроллера 10. По этому сигналу контроллер выбцрает очередную микрокоманду, по которой увеличивается содержимое счетчика б адреса и выбирается следующий тенэодатчик 1. Таким образом, процесс повторяется до сравнения текущего но-, мера тензодатчика с заданным конечным номером, т.е. до завершения опроса заданного количества датчиков.

Второй режим работы, осуществляемый автоматическим многоканальным тенэометрическим устройством, режим повторно-периодической регистрации,.

932213 предназначен для регистрации показаний выбранного массива датчиков через заданный перед началом работы в блоке ll ввода интервал времени.

Режим используется для сокращения потока данных при исследовании ди- 5 намических процессов.

Работа устройства начинается подачей сигнала Пуск, по которому контроллер 10 генерирует последовательность микрокоманд, обес- 10 печивающих регистрацию показаний выбранного массива тензодатчиков, как описано выае, s режиме регистрации. По окончании регистрации контроллер 10 генерирует микрокоманду запуска таймера 8, и начинается отсчет времени. Затем контроллер 10 генерирует микрокоманду анализа сравнения кода таймера 8 с кодом заданного времени задержки.

Код таймера 8 поступает с его информационного выхода на соответствующий информационный вход интерфейса 9, а затем с соответствующего информационного выхода интерфейса

9 на третий вход контроллера 10, Код заданного времени задержки записан в блоке ll ввода перед началом работы и поступает на первый вход контроллера 10.Если код таймера 8 не равен коду заданного значения, контро- ЗО ллер 10 генерирует микрокомаиду записи показаний таймера 8 в блок 13 индикации. При этом иа табло блока 13 индикации индицируется текущее значение показаний таймера 8. После 35 этого вновь генерируется микрокоиаида анализа сравнения. Этот цикл повторяется до тех пор, пока код таймера 8 не сравняется с кодом заданного значения времени задержки. 40

После этого контроллер 10 генерирует, как было описано выше, последовательность микрокоманд регистрации показаний тензодатчиков. По окончании регистрации вновь подается микро- 45 команда запуска таймера 8, и цикл работы повторяется. Повторно-периодическая регистрация показаний выбранного массива тензодатчиков 1 продолжается до подачи сигнала Стоп иэ блока 11 ввода иа первый вход контроллера 10.

В режиме подготовки стенда для .испытаний конструкций устройство работает следующим образом.

Как и во всех режимах с подачей сигнала Пуск, контроллер 10 обеспечивает выборку, как было описано выше, иэ блока 12 микропрограммного управления первой микрокоманды из микропрограммы, соответствующей 60 данному режиму. Эта . микрокоманда обеспечивает подключение к измерительному блоку 4 с помощью первого переключателя 2 тенэодатчиков и коммутатора 3 первого тензодатчика. За- 65 тем контроллер 10 генерирует микро- команду запуска измерительного блока 4 и переходит в состояние задержки. По окончании измерения генерируется микрокоманда анализа разряда переполнения измерительного блока 4.

Если переполнения нет, генерируется микрокоманда увеличения содержимого счетчика б адреса на единицу и процессы повторяются. Если разряд переполнения измерительного блока 4 установлен, значит измерительная цепь данного канала закорочена или оборвана и показания счетчика б адреса в этом случае подлежат регистрации.

Для этого по команде анализа при . наличии сигнала перехода, выработанного интерфейсом 9 на основании условия переполнения, происходит условный переход в микропрограмме к микрокоманде передачи кода с информационного выхода счетчика б адреса в накопитель 7 и цифровую вычислительную машину 5, затем генерируется микрокоманда запуска накопителя

7 и цифровой вычислительной машины

5, и контроллер 10 переходит в состояние задержки. По окончании регистрации выбирается микрокоманда, у которой установлены соответствующие разряды в зоне перехода, происходит переход в микропрограмме к микрокоманде увеличения содержимого счетчика б адреса на единицу и процессы повторяются. Работа устройства происходит до окончания опроса всего,заданного массива тензодатчиков 1, после чего в накопителе 7 и (или} цифровой вычислительной машине 5 оказываются зарегистрированными адреса оборванных и закороченных датчиков.

Эти данные используются для устранения автоматически выявленных неисправностей измерительных цепей или учитываются при обработке измерительной информации в цифровой вычислительной машине 5.

Система позволяет реализовать также режим передачи управления, при котором последовательность команд генерируется не контроллером 10 и блоком 12 микропрограммного управления, а цифровой вычислительной машиной 5. В этом режиме контроллер 10 генерирует микрокоманду передачи управления и переходит в состояние задержки. Иикрокоманда передачи управления воспринимается интерфейсом

9, который подключает информационный выход цифровой вычислительной машины

5 к управляющим выходам интерфейса 9.

Кроме того, интерфейс 9 обеспечивает выдачу сигнала ответа, вырабатывае мого на основании сигналов готовности измерительного блока 4, накопителя 7, таймера 8, не на третий. вход контроллера 10, а на информационный вход цифровой вычислительной машины

932213

Формула изобретения

ПИ Заказ 3740/55 аж 614 Подписное

«Ф

5, Воспринимая сигнал ответа, а также сигнал микрооперации перехода по информационному входу, цифровая вычислительная машина 5 управляет работой счетчика 6 адреса, измерительного блока 4, накопителя 7 и таймера 8 путем выдачи соответствуюцих кодов микрокоманд и анализа сигнала ответа. Окончание режима передачи управления производится по соответст.вующей микрокоманде с информационного выхода цифровой вычислительной машины 5 через интерфейс 9 на третий вход контроллера 10 или на первый вход контроллера 10 с первого выхода блока 11 ввода.

Таким образом, предлагаемое авто15 матическое многоканальное тензометрическое устройство совмещает в себе преимущества .работы под управлением цифровой вычислительной машины и автономной работы. Преимущества автономной работы особенно ощутимы при настройке системы, подготовке стенда для испытания конструкций, работе устройства с мини 3ВН которую, как правило, невозможно загрузить задачей выдачи команд управления.

Автоматическое многоканальное 30 тензометрическое устройство, содержащее тензодатчики, переключатели, измерительные входы которых подключены к выходам тензодатчиков, коммутатор, управляющий выход которого 35 соединен с управляющими входами переклвчателей, измерительный блок, вход которого подключен к измерительному выходу коммутатора, и цифровую вычислительную машину, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено счетчиком адреса

1 управляющий выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, накопителем, таймером, интерфейсом, контроллером, блоком ввода данных, один выход которого подключен к первому управляющему входу контроллера, блоком микропрограммного управления, один вход которого подключен к другому выходу блока ввода, другой— к первому управляющему выходу контроллера, а выход - к второму управляющему входу контролера, и блоком индикации, управляющий вход которого подключен к второму управляюцему выходу контроллера,а измерительный вход. - к соответствующему измерительному выходу интерфейса, из" мерительные. входы и выходы контроллера, а также измерительные и управляющие входы и выходы счетчика адреса, измерительного блока, накопителя, цифровой вычислительной машины и таймера соединены с соответствуюцими выходами и входами интерфейса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

9 657239, кл. 6 01 В 7/18, 1976.

2. АВторское свидетельство СССР

Ф 299733, кл. 6 01 В 7/18, 1968 (прототип). ал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4