Устройство для измерения экстремальных значений усилий

Устройство для измерения экстремальных значений усилий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15. 07. 82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 18. 07. 82 (5! )М. Кл.

G 01 L 1/22

G О1 R 19/04

Гяаудврстинный комнтет

СССР яо делам изобретений н аткрытнй (53) УДК 531 ° .781:621 317 . 7(038. 8) (72) Автор изобретения

А.Н. Гуржий т т!

Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

ЗНАЧЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к приборостроению, а именно к электроиэмерительной технике.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее тензометричес- 5 кий датчик, соединенный с импульсным источником питания, декодирующий преобразователь компенсирующего напряжения, выполненный по схеме равномерно-ступенчатого преобразования нуль-орган и электронные счетчики ).

Недостатки известного устройства— низкая точность измерения и невысокое быстродействие, что существенно ограничивает область его применения.

Наиболее близким к изобретению решением по технической сущности является устройство для измерения усилий, содержащее цифровой индикатор, що тензомост, вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, первым входом демодулятора и через выпрямитель — с цифро-аналоговым преобразователем, выходы которого через первые входы нуль-органов соединены со входами реверсивного счетчика импульсов, его выходы соединены со входами цифро-аналогового преобразователя, а.выход тенэомоста соединен.со вторым входом демодулятора выход которого соединен со вторыми входами нуль-органов $2).

Недостатком известного устройства является ограничение функциональных возможностей, что не позволяет использовать его для измерения экстремальных значений усилий и сужает область его применения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены триггер, две схемы совпадения, схема ИЛИ и логическая схема, причем входы триггера подключены к выходам нуль-ор3 9 ганов, к входам реверсивногс счетчика импульсов и к первым входам схем сов адения, ее выходы подключены ка входам схемы ИЛИ, выход которой подключен к управляющему входу логической схемы, а ее вход подключен к выходам реверсивного счетчика импульсов, и ко входам цифро-аналогового преобразователя, выходы логической схемы подключены ко входам цифрового индикатора, а выходы триггера подключены ко вторым входам . хем совпадения.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство состоит из тензомоста

1, вход которого соединен с выходом . генератора 2 несущей частоты, первым входом демодулятора 3 и через выпрямитель 4 с цифро-аналоговым преобразователем 5. Выход демодулятора 3 соединен со вторыми входами двух нуль-органов 6 и 7, выходы которых соединены соответственно со входом сложения и входом вычитания реверсивного счетчика импульсов 8.

Выходы реверсивного счетчика импульсов 8 соединены со входами логической схемы ". и со входами цифро-аналогового преобразователя, выходы которого с:а,,-weны с первыми входами нуль-органов 6 и 7 причем .выходы логической схемы 9 соединены со входами цифрового индикатора 10 Первый вход триггера 11 соединен с выходом нуль-органа 6, входом сложения реверсивного счетчика импульсов

8 и первым входом схемы совпадения

12, а второй вход триггера 11 соединен с выходом нуль-органа 7, входом вычитания реверсивного счетчика импульсов 8 и первым входом схемы совпадения 13. Выходы схем совпадения

12 и 13 соединены со входами схемы

ИЛИ 14, выход которой соединен с уп" равляющим входом логической схемы 9, а первый и второй выходы триггера 11 соединены со вторыми входами, соответственно, схем совпадения 12 и 13.

43 4О

35

5

Это напряжение поступает на демодулятор 3, в котором происходит выделение сигнала модулирующей частоты. сигнал на выходе демодулятора пропорциональный измеряемому усилию, поступает на первые входы нуль-органов 6 и 7.

Пороги срабатывания нуль-органов

6 и 7 отличаются на один уровень квантования. Если напряжение с выхода демодулятора 3 увеличивается и достигает порога срабатывания нульоргана 6, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход сложения реверсивного счетчика импульсов 8 и увеличивает на единицу записанное в нем число. Увеличение на единицу числа в реверсивном счетчике импульсов 8 приводит к увеличению на уровень квантования выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя 5, подаваемого на вторые входы нуль-органов 6 и 7. Если же напряжение с выхода демодулятоРа 3 уменьшается и достигает порога срабатывания нуль-органа 7, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика импульсов 8 и уменьшает на единицу записанное в нем число. Уменьшение на единицу числа в реверсивном счетчике импульсов 8 при водит к уменьшению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 5.

В процессе измерения при достижении выходным напряжением модулятора

3 порога срабатывания нуль-органов 6 или 7 имеет место равенство напряжений Н„ = Н л (Нц 1л- выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 5). Напряжение Н,„ п пропорционально текущему значенйю кода N, находящемуся в реверсивном счетчике импульсов 8, и напряжению питания цифро-аналогового преобразователя 5, т.е.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии измеряемого усилия тензорезисторы тензомоста 1 изменяют свое сопротивление, вследствие чего происходит разбаланс тензомоста 1 и на его выходе появляется напряжение несущей частоты, модулированное напряжением деформации.

V„»- =К. К, N V (1) где V - выходное напряжение генератора 2 несущей частоты;

К,К - соответственно, коэффициенты преобразования выпрямителя 4 и цифро-аналогового преобразователя 5

Формула изобретения

Устройство для измерения экстремальных значений усилий, содержащее цифровой индикатор, тензомост, вход которого соединен с выходом генератора несущей час оты, первым входом демодулятора и через выпрямитель с цифро-аналоговым преобразователем, выходы которого .через первые входы нуль-органов соединены с входами реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами цифро-аналогового преобразователя, а выход тензомоста соединен с вторым входом демодулятора, выход которого соединен с вторыми входами нуль-органов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены триггер, две схемы совпадения, схема ИЛИ и логическая схема, причем входы триггера подключены к выходам нуль-органов, к входам реверсивного счетчика импульсов и к первым входам схем совпадения, их выходы подкл чены к входам схемы ИЛИ, выход которой подключен к управляющему входу

5 94354

Напряжение VpM на выходе демодулятора 3 для случая измерения усилий по схеме полного тензомоста 1 равно

ДЬ 4 3 К 5 где К, К вЂ” соответственно, коэф4- фициенты преобразования тензомоста 1 и демодулятора 3;

R, ЬК вЂ” соответственно, значе- 1О ния активного сопротивления и приращения активного сопротивления тензорезисторов тензо-. моста 1. 35

Поставив выражения (1) и (2) в равенство V = V д и выполнив необходимые преобразования, получаем следующее выражение для уравнения измерения предлагаемого устройства 20 к-к, ьк (3)

Таким образом текущее значение кода N в реверсивном счетчике импульсов 8 в каждый момент времени сказы- ю5 вается пропорциональным измеряемому усилию.

При дальнейшем увеличении входного сигнала описанная работа устройства повторяется, причем триггер 11, установленный по первому входу в единичное состояние первым из выходных импульсов нуль-органа б, открывает по второму входу схему совпадения 13 и своего состояния не

35 изменяет до достижения напряжением

V M, пропорциональным измеряемому усилию, значения максимума. После достижения значения максимума напряжения, \/д начинает уменьшаться.и 4 теперь уже срабатывает нуль-орган 7, импульс с выхода которого уменьшает на единицу число в реверсивном счет чике импульсов 8, а, следовательно, и уровни срабатывания нуль-органов

6 и 7. Этот же импульс поступает через схему совпадения 13 (по второму входу она открыта единичным потен,циалом с входа триггера 11) и через схему ИЛИ 14 на разрешающий вход логической схемы 9, в результате чего значение максимума переписывается из реверсивного счетчика импульсов 8

s цифровой индикатор 10, который имеет два индикаторных табло-табло

55 максимумов и табло минимумов. Кроме того импульс с выхода нуль-органа 7 устанавливает по второму входу в нулевое состояние триггер 11,который

0 6 закрывает схему совпадения 13 для прохождения последующих импульсов с выхода нуль-органа 7 при дальнейшем уменьшении входного сигнала и открывает по второму входу схему совпадения 12.

При прохождении напряжением Vp значения минимума и дальнейшем его увеличении снова срабатывает нульорган 7 и импульс с его выхода поступает через схему совпадения 12 (по второму входу она открыта единичным потенциалом с выхода триггера 11) и через схему ИЛИ 14 на разрешающий вход логической схемы 9, в результате чего значение минимума переписывается из реверсивного счетчика импульсов 8 в цифровой индикатор 10.

Введение новых блоков — триггера, двух схем совпадения, схемы ИЛИ и логической схемы в устройство значительно расширяет его функциональные возможности и поэтому может быть использовано при создании приборов электроизмерительной техники, предназначенных для измерения экстремальных значений усилий и нагрузок, действующих на различные конструкции.

943540

Составитель В. Курбатова

Редактор Т. Парфенова Техред М, Гергель Корректор М. Демчик

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул, Проектная, 4 логической схемы, а ее вход подключен к выходам реверсивного счетчика импульсов и к входам цифро-аналогового,преобразователя, выходы логической схемы подключены к входам цифро,вого индикатора, а выходы триггера подключены к вторым входам схем совпадения..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ю N 303534, кл. G 01 L 1/04, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

N 572669) кл. G 01 L 1/22, 1971 (прототип).