Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА ,;НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НЕРАВНОВЕСИЯ ТЕНЗО1 1ЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО МОСТА, содержащее измерительную схему, выход которой соедийен с первым каскадом ,1-каскадного усилителя, между каскадами которого включено Г| -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предьщущего каскада, П-1 конденсаторов, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления к соответствукхцим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задаклций генератор, выход которого соединен со входом блока управления, обличающе ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены п -1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один из ключей пары подключается ко входу О) последующего каскада, а через другой ключ пары - к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) Ф

4(5)) G 01 R 17/10

Ф Р,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565759/24 — 21 (22) 17.03.83 (46) 15. 02 . 85. Бюл. Ф 6 (?2) В.П.Иванов и Г.И.Передельский (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 62 1.317.733(088.8) (56) 1. Груздев С.В., Прошин Е.M.

Импульсная тензометрия. M. "Энергия", 1976, с. 13-17, 20-24.

2. Измерительная информационная система для статических прочностных испытаний типа K?32/1. Техническое описание, 1975, с. 31 33. (54)(5?) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА,НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НЕРАВНОВЕСИЯ ТЕНЗО МЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО МОСТА, содержащее измерительную схему, выход которой соедийен с первым каскадом

)) †каскадно усилителя, между каскадами которого включено П -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего каскада, и — 1 конденсаторов, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задающий генератор, выход которого соединен со входом бло— ка управления, о У л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены и -1 пар ключей, причем выход синl хронного детектора через один иэ ключей пары подключается ко входу последующего каскада, а через другой ключ пары — к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.

1 11400

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, промышленной электронике и может быть использовано в тензометрических устройствах, в которых. питание измерительных мостов осуществляется импульсным напряжением, в информационноизмерительных системах, а также при измерении и контроле параметров объектов, эквивалентные схемы кото- 10 рых представляются в виде многоэлементных двухполюсников.

Известно устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического. импульсного моста, 15 содержащее Π†каскадн импульсный усилитель, на выходе которого включен синхронный детектор, к выходу которого присоединены конденсатор и усилитель постоянного тока (1) . 20

Недостатком этого устройства явля— ется сравнительно невысокая чувствительность, которая не может быть увеличена за счет повышения коэффициента усиления усилителя, так как 25 это приводит к возбуждению во всем тракте преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, содержащее блок управления, генератор, ц -каскадный усилитель, между двумя из каскадов которого включен синхронный детектор, вход которого подключен к выходу предыдущего каскада, а выход через по— следовательно включенные конденсатор и резистор соединен с общей шиной, вход же по следующего усилительного каскада подключен к общей точке соединения конденсатора и резистоНедостатком устройства является невозможность повышения чувствитель- 4 ности за. счет повышения коэффициента усиления усилителя, так как в тракте преобразования возникает возбуждение, особеннс в моменты времени, когда включается синхронный детектор.

Выходной импульс с усилителя сильно искажается, что сразу же приводит к потере чувствительности, а значит и точности преобразования.

Цель изобретения — повышение чув- 55 ствительности при преобразовании напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста.

51

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, содержащее измерительную схему, выход которой соединен с первым каскадом П -каскадного усилителя, между каскадами которого включено и -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего каскада, h — 1 конденсаторов, каждый из которых включен между выхо-. дом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления, к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задающий генератор, выход которого соединен со входом блока управления, введены Vt-1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один из ключей пары подключается ко входу последующего каскада, а через другой ключ пары — к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства. !

Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста для примера ограничено тремя каскадами усиления.

Оно содержит трехкаскадный усилитель, между каскадами 1-3 которого включены два синхронных детектора

4 и 5, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего. каска— да 1 и 2, два конденсатора 6 и 7, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора

4 и 5 и общей шиной, блок управле— ния 8 (синхронными детекторами и ключами) к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов

4 и 5, и задающий генератор 9, выход которого соединен со входом блока управления 8, две пары ключей

10 и 11, 12 и 13, каждая из которых соединена с соответствующим синхронным детектором таким образом, что выход синхронного детектора 4 и 5

3 11400 через один из ключей соответствующей пары 10 и 12 подключается ко входу последующего каскада 2 и 3, а через другой ключ 1.1, 13 пары — к общей шине, причем управляющие входы всех ключей 10-13 соединены с соответствующими выходами блока управления 8, выход измерительной схемы 14 соединен со входом первого каскада П -каскадного усилителя. 1О

На фиг.2 обозначены следующие диаграммы: напряжение неравновесия 15 тензометрического импульсного моста, управляющий импульс 16 синхронного детектора 4; напряжение 17 на конденсаторе 6; управляющий импульс 18 ключа 10 и синхронного детектора 5; напряжение 19 на конденсаторе 7; управляющий импульс 20 ключа 12, напряжение 2 1 на выходе последнего каскада 3; управляющий импульс 22 ключей, 11 и 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все синхронные детекторы и ключи закрыты, конденсаторы разряжены. При поступлении на вход первого каскада 1 импульса напряжения неравновесия 15 тензометрического моста через промежуток времени 1 А(фиг. 2), необходимый для окончания переходных процессов, на синхронный детектор 4 в момент времени 1 с блока управления 8 посту в 35

А пает управляющий импульс 16 и открывает его. Длительность управляющего импулнса такова, что напряже— ние 17 на конденсаторе 6 достигает значения, равного выходному напряже- 40 нию первого, предыдущего, каскада 1.

После того, как конденсатор 6 полностью зарядится синхронный детектор 4 закрывается и отключает конденсатор 6 от выхода каскада 1. 45

Следующий управляющий импульс 18 в момент времени Z поступает с бло-ка управления 8 на ключ 10 и синхронный детектор 5,открывая их. Напряжение с конденсатора 6, равное 50 по величине выходному напряжению . каскада 1, через ключ 10 подается на вход второго, последующего каскада 2, усиливается им и через открытый синхронный детектор 5 заряжа- 55 ет конденсатор 7. Как только -напряжение 19 на конденсаторе 7 достигнет значения, равного по величине выход51 4

-ному напряжению второго каскада 2, синхронный детектор 5 отключит этот конденсатор, от выхода предыдущего каскада 2. Одновременно ключ 10 от- рывает конденсатор 6 от входа этого же каскада 2. В момент времени с блока управления 8 приходит управляющий импульс 20 на ключ 12 и открывает его. Напряжение 19 с конденса;ора 7 через этот ключ подается на вход последующего каскада 3, усиливается им, и на его выходе появляется импульс 21, амплитуда которого ,несет информацию о величине разбалан са тензометрического моста. В момент времени 14 с блока управления 8 поступает управляющий импульс 22 на ключи 11 и 13.. Эти ключи открываются и конденсаторы 6 и 7 разряжаются через них. Длительность управляющего импульса 22 такова, что во время его действия на ключи 11 и 13 конденсаторы 6 и 7 должны полностью разрядиться. В момент времени 1 устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста снова готово к работе.

Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста позволяет существенно повысить чувстви— тельность тензометрических установок, получив большой общий коэффициент усиления усилителя (10 и выше) при небольших величинах коэффициентов усиления отдельных каскадов. Причем .применять какие-либо специальные меры для предотвращения возбуждения в усилительном тракте нет необходимости. Кроме того, форма импульсов на выходе предлагаемого устройства значительно улучшается. А это, в свою очередь, приводит к тому, что последующие узлы и блоки обработки выходных импульсов усилителя в автоматических тензоизмерительных мостах, применяемых в измерительно-информационных системах, работают на-.. дежно, без сбоев. Тем самым повышается точность измерения малых деформаций в испытываемых конструкциях при статических и динамических нагрузках. Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста решает проблему обеспечения требуемой

1140051 чувствительности в тензометрических установках, что позволит снизить

Составитель В.Семенчук

Техред А.Кикемезей Корректор О.Билак

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Редактор М. Колб

Заказ 257/34 требования к разработке высокочувствительных датчиков.