Измерительное устройство для определения предела пропорциональности к испытательным машинам

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ К ИСПЫТАТЕЛЬНЫМ МАШИНАМ, содержащее блок сравнения, два параллельных канала, состоящих соответственно из датчиков усилия и де(|5Ьрмации с усилителями, выходы которых соеди-. немы соответственно с .неинвертирующим и инвертирующим входами блока сравнения, и регистратор, вход которого соединен с усилителем датчика усилия, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности определения предела пропорциональности, оно снаб-; жено дифференцирующим блоком, вход которого соединен с выходом блока сравнения, аналоговым запоминающим блоком, вход которого соединен с выходом дифференцирующего .блока, формирователем сигнала запуска, вход которого соединен с выходом усияителя датчика деформации, а выход с вторым входом аналогового запоминающего блока, дифференциальным усилйтелем , инвертирующий и неинвертирующий входы.которого соединены соответственно с входом и выходом аналогового запоминающего блока, и (Д форнирователем сигналов управления, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выхбд - с вторым входом регистратора. ю со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLtHAËÈÑTÈ×ÅCHÈÕ

РЕСПУБЛИК! Ф

3(50 " 01 N 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У с

Г э

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3384689/25-28 (22) 20.91.82 ..(46) 07,06,83, Бюл. М 21 (72} В.И,Копылов, В,Н.Остропицкий, Б.П,Прилепкин и А.Н,Столяров (53) 620.172.224.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 765694, кл. G 01 И 3/00, 1 978.

2, Авторское свидетельство СССР

N 810610, кл. G 01 и 3/06, 1978 (прототип), (5" )(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ.УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОПОРЦИОНАЛЬ

НОСТИ К ИСПЫТАТЕЛЬНЫМ МАШИНАМ, содержащее блок сравнения, два параллельных канала, состоящих соответственно из, датчиков усилия и деформации с усилителями, выходы которых соединены соответственно с .неинвертирующим и инвертирующим входами блока сравнения, и регистратор, вход ко. 1 торого соединен с усилителем датчи„„SU„„1021980

Ъ ка усилия, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности определения предела пропорциональности, оно снаб.: кено дифференцирующим блоком, вход которого соединен с выходом блока сравнения, аналоговым запоминающим блоком, вход которого соединен с вы" ходом дифференцирующего .блока, формирователем сигнала запуска, вход которого соединен с выходом усилителя датчика деформации, а выходс вторым входом аналогового запоми" нающего блока, дифференциальным уси. лителем, инвертирующий и неинвертирующий входы.,которого соединены соответственно с входом и выходом аналогового запоминающего блока., и формирователем сигналов управления, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход - с вторым входом регистратора..

1021980

Изобретение относится к испытательной техйике, а именно к измерительным устройствам для определения предела пропорциональности к испытательным машинам, Известно устройство для определения предела пропорциональности, содержащее источник питания, гене" ратор питающего напряжения, диффе.ренциальные датчики усилия и деформации, обмотки которых соединены с источником питания через генератор питающего напряжения, фильтры, усилители, составляющие параллельные каналы, трансформаторы, первичные обмотки которых соединены с соответствующими усилителями, диоды, аноды которых соединены соответственно с одним из.концов вторичных обмоток трансформаторов, установленные последовательно с катодами диодов, RC-ячейку и потенциометри. ческий делитель, соединенный с источником питания, резисториый"делитель напряжения, вход которого связан с вторым концом вторичной обмотки трансформатора, блок сравнения сигналов датчиков, соединенный с выходом резисторного делителя напряжения, индикатор и переключатель j l g.

Наиболее близким к изобретению. по технической сущности является измерительное устройство для опреде. ления предела пропорциональности к испытательным машинам, содержащее блок сравнения, два параллельных канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных датчика усилия, усилителя, детектирующего узла, сглаживающего фильтра, ал- гебраического сумматора и аттенюатора, а второй - из последовательно соединенных датчика деформации . аттенюатора, усилителя, детектирующего узла, сглаживающего фильтра и алгебраического сумматора, причем выходы усилителей указанных каналов соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами блока сравнения и регистратор, вход . которого соединен с усилйтелем датчика усилия (2 3.

Общими недостатками этих устройств являются низкая точность определения предела пропорциональности изза визуального контроля по показаниям регистратора - стрелочного ин" дикатора и низкая производитель2 ность испытаний, обусловленная необходимостью проведения предварительных экспериментов для определения максимального усилия разрушения материалов с неизвестными характеристиками, а также проведения неоднократных предварительных нагружений для балансировки устройства.

Целью изобретения является повы. шение точности определения предела пропорциональности и производительности испытаний.

Указанная цель достигается тем, 15 что устройство для определения предела пропорциональности к испытательным машинам, содержащее блок

I сравнения, два параллельных канала, состоящих соответственно из датчиков усилия и деформации с усилителями, выходы которых соединены соот- ° ветственно .c неинвертирующим и кнвертирующим входами блока сравнения, и регистратор, .вход которого соединен с усилителем датчика усилия, 5 снабжено дифференцирующим блоком, вход которого соединен с выходом блока сравнения, аналоговым запоминающим блоком, вход которого соединен с выходом дифференцирующего блока, формирователем сигнала запуска, вход которого соединен с выходом. усилителя датчика деформации, а выход - с вторым входом аналогового запоминающего блока, дифференциальным усилителем, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соединены соответственно с входом и выходом аналогового запоминающего блока и формирователем сиг4О налов управления, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход - с вторым входом регистратора .

На фиг. 1 приведена функциональ45 ная схема предлагаемого измерительного устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы.

Измерительное устройство для определения предела пропорционально50 сти содержит два параллельных канала, каждый из которых образован последовательно соединенными датчиком 1 усилия и усилителем ?, а второй состоит из датчика 3 деформа55 ции и усилителя 4, причем выход усилителя 2 соединен с неинвертирующим входом блока 5 сравнения, а выход усилителя Ц - с инвертирующим входом блока 5 сравнения и входом фор3 102 мирователя 6 сигнала запуска, состоящего из порогового устройства

7 и ждущего мультивибратора 8, Вы.ход блока 5 сравнения соединен с входом дифференцирующего блока 9, подключенного выходом к входу аналогового запоминающего блока 10 и инвертирующему входу дифференциального усилителя 11, неинвертиру,ющий вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего блока

10, вход запуска которого подключен к выходу формирователя 6 сигнала запуска, а выход через формирователь

12 сигнала управления, состоящий из последовательно соединенных порогового устройства 13: и ждущего мультивибратора 14, соединен с входом управления регистратора 15, вход которого подключен к выхЬду усилителя 2, Измерительное устройство работает следующим образом, Образец помещают в захваты испытательной машины (не показана), Установив на него датчики 1 и 3, производят балансировку усилителей 2 . и 4 таким образом, чтобы обеспечить нулевую компенсацию сигналов с выходов датчиков 1 и 3 в отсутствии нагружения, и затем прикладывают к образцу линейно возрастающую силу, При этом на выходе усилителя 2 сигнала с датчика 1 усилия появляется линейно возрастающий сигнал А 1 (фиг.2), а на выходе усилителя 4 сигнал с датчика 3 деформаций - сигнал А2, пропорциональный деформации образца (фиг. 2) . Сигналы с выхода усилйтелей 2 и 4 поступают на неинвертирующий и инвертирующий входы блока

5 сравнения соответственно. На выходе блока 5 сравнения формируется сигнал, пропорциональный разности сигналов на его входах, который дифференцируется блоком 9. При нагружении образца в пределах действия закона Гука сигнал на выходе блока

5 сравнения является линейно возрастающим и, следовательно, на выходе дифференцирующего блока 9 поддерживается сигнал постоянной амплитуды.

При превышении сигналов с выхода усилителя 4 некоторого порогового значения. (порог 1 на фиг. 2), задаваемого пороговым устройством 7 (B„ на фиг, 2),.на выходе последнего появляется сигнал В > (фиг,2), передним фронтом которого запускается ждущий мультивибратор 8, Ждущий

1980 4 мультивибратор формирует импульс запуска стандартной длительности, ho ступающий на вход запуска аналогового запоминающего блока 10, который обнуляется до начала эксперимента.

Во время действия импульса запуска блок 10 производит запоминание амплитуды сигнала ВЗ, присутствующего на его входе (фиг. 2). На инвер10 тирующий и неинвертирующий входы дифференциального усилителя 11 поступают сигналы с выходов дифференцирующего блока 9 и аналогового запоминающего блока 10 соответственно. В

15 пределах действия закона Гука эти сигналы равны, и сигнал на выходе, дифференциального усилителя 11 отсутствует, %

После нарушения пропорционально20 сти сигнал с выхода датчика 3 де-. формации начинает расти быстрее, чем сигнал С с выхода датчика 1 усилия

1 (фиг. 2), при этом линейность разностного си гнала С > на выходе блока

yg 5 сравнения нарушается (фиг, 2), в результате чего изменяется амплитуда сигнала на выходе дифференцирующего блока 9. В этом случае на выходе дифференцирующего усилителя 11 поЗо является отличный от нуля сигнал.

При превышении сигналом с выхода дифференциального усилителя 11 некоторого порогового значения (порог. 2 на фиг. 2), задаваемого пороговым

35 устройством 13 (Д„на фиг, 2),. на выходе последнего появляется сигяал

Д (фиг. 2), передним фронтом которого запускается ждущий мультивибратор 8, формирующий импульс управ40 ления регистратором 15. При поступлении этого сигнала импульса на управляющий вход регистратора 15 последний осуще ст вля ет. преобра зо вани е амплитуды аналогового сигнала с выхода усилителя 2 в цифровой код с по45 следующим запоминанием и индикацией полученного результата. Порог

1 выбирается таким образом., чтобы обеспечить требуемое соотношение сигнал/шум для исключения ложных

50 срабатываний измерительного устройства, Порог 2 выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемую погрешность определения предела пропорциональности, 55

Изобретение позволяет повысить производительность испытаний при определении предела пропорциональноФ 1021980, б сти при использовании его совмест- проведения предварительных испыта.но с базовой испытательной машиной ний материалов с неизвестными меха2001 "РО, 5 и обеспечить заданную точ- ническими характеристиками и автоманость определения предела пропорцио- тизируя процесс обработки реэульнальности, исключая необходимость 5 татов испытаний, ГоЗ/

Составитель А,булашевич

Редактор Н,Джуган Техред Т.фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 4026/32 Тираж 873 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4