Устройство для измерения амплитуды импульсных усилий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ . РЕСПУБЛИН

09) (И). за (01) 1 оО

Ф,1 .л" ° . 4Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (, Э

4y+Є,, 4

iОСУДАРСТБЕНН) )Й HOMVTET MCP

rl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (.61) 960554 (21) 3386230/18-10 (22) 22.01..82 (46) 23. 0.8. 83. Вюл., Р 31 (72) Г.Ш.Нисман (71) Проектно-.конструкторский и технологический институт кузнечно-прессового роботостроения (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3241603, кл. 601,(1/00, 02.02.81. (прото:тип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭИЕРЕНИЯ

АИПЛИТУД) ИМПУЛЬСНЫХ УСИЛИЙ по авт. св. М 960554, о т л и ч а - ю ig е е с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния помех, в него дополнительно введены третий ключ и инвертор, а первый ключ подключен к конден.сатору через резистор, параллельно которому подключен третий ключ, управляккций вход которого через инвертор соединен с выходом третьего элемента задержки.

1037089

20

40

Из.бретение относится к приборостроению, а именно к электроизмерительной технике, и может найти применение при измерении механических усилий и нагрузок, действующих на различные конструкции и устройства.

По основному авт. св. Р 960554 известно устройство для измерения амплитуды импульсных усилий, содержащее соединенные последовательно согласующий каскад, первый запоминающий блок, вычитатель и регистратор и также соединенные последовательно источник напряжения, первый компаратор, вторым входом подключенный к выходу согласующего каскада, элемент совпадений, первый элемент задержки, выходом .подключенный к управляющему входу первого запоминающего блока, второй элемент задержки, выходом подключенный к управляющему входу второго ключа, зашунтированного конденсатором и подключенного между входом согласующего каскада и общей шиной, третий элемент задержки и второй запоминающий блок, подключенный выходом к второму входу вычитателя, . а вторым входом — к выходу согласующего каскада и к второму входу первого компаратора, и второй компаратор, входами подключенный к выходам усилителя и согласующего каскада, а выходом соединенный с управляющим входом первого ключа и с вторым входом элемента совпадений (1) .

Недостаток этого устройства относительно низкая точность, обусловленная возможной записью уровня амплитуды случайных импульсов короткой длительности и большой амплитуды во второй запоминающий блок..

Целью изобретения является повышение "î÷íîñòè за счет исключения влияния помех.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения амплитуды импульсных усилий дополнительно введены третий ключ и инвертор, а первый ключ подключен к конденсатору через резистор, параллельно которому подключен третий ключ, управляющий вход которого через инвертор соединен с выходом третьего элемента задержки.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1, преобразователь 2 Деформации чувствительного элемента, усилитель 3, первый ключ 4, соединенные последовательно согласующий;каскад 5, первый запоминающий блок б, вычитатель 7 и регистратор 8 и также соединенны последовательно источник 9 напряже ния, первый компаратор 10, вторым входом подключенный к выходу сог25

45 ласующего каскада 5, элемент 11 совпадений„ первый элемент 12 задержки, выходом подключенный к.управляющему входу первого запоминающего блока 6, второй элемент 13 задержки, выходом подключенный к управляющему входу второго ключа

14, зашунтированного конденсатором

15 и подключенного между входом согласующего каскада 5 и общей шиной, третий элемент 16 задержки я второй запоминающий блок 17, подключенный выходом к второму входу вычитателя 7, а вторым входомк выходу согласующего каскада.

5 и к второму входу первого компаратора 10. Второй компаратор 18 входами подключен к выходу усилителя 3 и к выходу согласукщего каскада 5.

Выход второro компаратора 18 соединен с управляющим входом первого ключа 4 и с вторым входом элемента

11 совпадений. Между выходом первого ключа 4 и точкой соединения вы.вода конденсатора 15 и входа согласующего каскада 5 включены резистор

19 и третий ключ 2g, управляющим входом через инвертор 21 подключенный к выходу третьего элемента 16 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Импульс усилия, воздействуя на

Упругий элемент, например, корпус преобразователя 2, станина пресса и другие, приводит его к деформации ° Возникающие деформации воспринимаются преобразователем 2 и модулируют в нем переменное напряжение с генератора 1. Далее амплитудно° модулированный сигнал формируется по величине усилителем 3 и поступает на входы первого ключа 4 и второго компаратора 18.

Первая положительная полуволна амплитудно-модулированного сигнала амплитудой не менее нескольких милливольт приводит к срабатыванию второго компаратора 18, так как в начальный момент напряжение на конденсаторе 15 и следовательно на выходе согласуюшего каскада 5, а .значит и на втором входе второго компаратора 18 равно нулю. Первый ключ 4 открывается, и конденсатор

15 через открытый ключ 2О (на выходе третьего элемента 16 задержки нулевой уровень, а на выходе инвертора 21 единичный уровень) заряжа- . ется до максимума первой положительной полуволны. После прохождения максимума первой положительной полуволны второй компаратор 18 возвращается в исходное состояние, закрывая первый ключ 4, так как текущее значение сигнала на первом входе второго компаратора 18 уменьшается относительно запомненного значения

1037089

45,щ блоки б и 17 осуществляется автома-тически, без предварительного сбро-, са, по сигналам управления с элеВНИИПИ Заказ 5992/42 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 максимума первой положительной полуволны на конденсаторе 15. В дальнейшем второй компаратор 18 и соответственно первый ключ 4 изменяют свои состояния только лишь в случае превышения текущего значения сигнала очередной положительной полуволны запомненного значения напряжения конденсатором 15. Таким образом, на конденсаторе 15 запоминается максимальная амплитуда амплитудно-модулированного сигнала разбаланса преобразователя 2 при воздействии импульса усилия.

На первый вход первого компаратора 10, предназначенного для повышения помехоустойчивости устройства, подключен источник 9 напряжения с выходным уровнем, несколько большим, чем усиленный усилителем 3 сигнал помехи, возникающей при разбалансе преобразователя при воздействии температуры или вибрации. На второй вход первого компаратора 10 подключен выход согласующего каскада 5, т.е. в случае превышения напряжения на конденсаторе 15 заданного выходного уровня источника 9 напряжения компаратор разрешает запуск первого элемента 12 задержки через элемент

11 совпадений от второго компаратора 18.

Выходной сигнал второго компаратора 18 представляет собой пачку импульсов с частотой следования, равной частоте генератора 1, и длительностью пачки, равной длительности изменения амплитуды сигнала от минимального до максимального значений.,:

Зайуском элемента 12 задержки от первого компаратора 10 осуществля- 4 ется внутренняя синхронизация работы устройства.

Выходным сигналом элемента 12 задержки разрешается запись в первый запоминающий блок б максимальной амплитуды амплитудно-моделированного сигнала при разбалансе преобразова1 теля 2 деформации чувствительного элемента под воздействием импульса усилия. Длительность выходного импульса первого элемента 12 задержки выбирается достаточной для записи максимально возможного сигнала с согласующего каскада 5 в первый запоминающ и блок б.

Задним фронтом выходного импульса первого элемента 12 задержки за-. пускается второй элемент 13 задержки

Выходной импульс второго элемента

13 задержки - это задержанный на время переходных процессов, обусловленных воздействием на упругий элемент импульса усилия, импульс с длительностью достаточной для разряда конденсатора 15 вторым ключом 14. Следовательно после записи в первый запо-, минающий блок 6 амплитуды импульса усилия и по истечении переходного процесса разряда конденсатора 15 выходным импульсом третьего элемен-. та 16 задержки закрывается третий ключ 20. Резистор 19 и конденсатор

15 образуют интегрирующую цепь, усредняющую сигналы различного характера и происхождения при отсутствии воздействия импульса усилия на преобразователь 2 деформации чувст-, вительного элемента. Одновременно этог усредненный сигнал записывается во второй запоминающий блок 17.

На первый вход вычитателя 7 поступает уровень напряжения, соответствующий суммарному сигналу раэбаланса при воздействии импульса усилия и нежелательных явлений (остаточных явлений в упругом элементе, температуры, вибрации и т.д.) а на второй вход - уровень напряжения, соответствующий суммарному сигналу раэбаланса преобразователя

2 деформации чувствительного -элемента под воздействием нежелательных явлений и помех. Причем сигналы по входам вычитателя " поступают неодновременно с задержкой на величину времени переходного процесса системы преобразователь — упругий элемент. Следовательно, регистратор 8 будет фиксировать только амплитуду импульса усилия. Неодновременность поступления сигнала на входы-вычитателя 7 практически не отражается регистратором 8 ввиду малой длительности переходного процесса, не превышающей 0,1 с и относительно большой постоянной времени стрелочных индикаторов (в случае-применения цифрового отсчетного устройства его постоянная времени искусственно увеличивается).

Перезапись амплитуд последующих импульсов усилия в запоминающие ментов задержки, благодаря малому выходному сопротивлению согласующего каскада 5.

Применение предлагаемого устройства для контроля усилия развиваемого оборудованием позволяет повысить точность контроля и тем саьым повысить эффективность исполь .зования оборудования.