Устройство для определения деформации изгиба

 

Изобретение относится к электроннооптическим средствам измерения деформации и может быть использовано для измерения линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для измерения также и угловой деформации кручения, что достигается введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающих центральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифраторов и измерением числа периодов задающего генератора, проходящих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за время между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с центрального фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора. Число импульсов в каждом счетчике переписывается блоком регистрации . 3 ил. (О сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,,5„ 4 G 01 в 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4066553/25-28 (22) 06.05.86 (46) 15,03.88. Бюл. № 10 (72) Г. П. Ермолин, Г. С. Лоцманов, О. Г. Климов и В. М. Кремешный (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 763672, кл. G 01 В 11/16, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1158859, кл. G 01 В 11/16, 1985. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА (57) Изобретение относится к электроннооптическим средствам измерения деформации и может быть использовано для измерения линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства для измерения также

ÄÄSUÄÄ1381331 . А1 и угловой деформации кручения, что достигается введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающих цент ральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифрато ров и измерением числа периодов задающего генератора, проходящих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за время между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с центрального фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора. Число импульсов в каждом счетчике переписывается блоком регистрации. 3 ил.

1381331

Изобретение относится к электроннооптическим средствам измерения деформации и может быть использовано для измерения линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства для измерения также и деформации кручения, что достигается введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающие центральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифраторов и измерением числа периодов задающего генератора, проходящих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за время между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора.

На фиг. 1 представлено устройство, общая схема; на фиг. 2 — матрицы фотоэлементов, общий вид; на фиг. 3 — блок-схема электронной части устройства.

Устройство для определения деформации изгиба и кручения содержит световодный канал 1, выполненный в виде трубы с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник 3 света с отражателем 4 и светоприемник 5, установленный перед источником 3 света экран 6 со щелевым отверстием, и блоки обработки информации и регистрации (на фиг. 1 не показаны) .

Светоприемник 5 выполнен в виде матрицы фотоэлементов (фиг. 2) из трех столбцов 7, 8 и 9, причем средний столбец 8 содержит нечетное число фотоэлементов, разбитых на три участка: центральный фотоэлемент 10 и две области 11 и 12 с каждой стороны от него.

Щелевое отверстие экрана 6 расположено в плоскости, перпендикулярной продольным осям столбцов 7, 8 и 9 матрицы фотоэлементов.

Электронная часть устройства содержит (фиг. 3) задающий генератор 13, управляющие счетчики 14 и 15 с дешифраторами 16 и 17, четыре схемы И 18 — 21 с прямыми входами, три схемы И 22 — 24 с одним прямым и одним инверсным входом, две схемы ИЛИ

25 и 26 соответственно с двумя и тремя входами, четыре RS-триггера 27 — 30 с установочными R- u S-выходами, Т-триггер 31 со счетными установочными входами, два информационных счетчика 32 и 33 со счетными и установочными входами, блок 34 регистрации, а также информационные шины 35 и 36 линейной деформации и 37 и 38 угловой деформации.

Входы управляющих счетчиков 14 и 15 соединены с задающим генератором 13, а выходы — соответственно с дешифраторами 16 и 17. Первый выход дешифратора 16 соединен с установочными R-входами RSтриггеров 27 и 28, Т-триггера 31 и информационного счетчика 32, а каждый последующий — соответственно в порядке возрастания с одним из фотоэлементов каждого из крайних столбцов 7 и 9 матрицы. Свободные выводы всех элементов в крайнем столбце 7 соединены с информационной шиной 35 угловой деформации, в крайнем столбце 9— с информационной шиной 36 угловой деформации. Выходы схемы И 18 и схемы ИЛИ 15 соединены с каждой из информационных шин 35 и 36. Выход схемы И 18 соединен с инверсным входом схемы И 22; а выход схемы ИЛИ 25 — с прямым выходом той же схемы И 22. Т-триггер 31 соединен счетным входом с выходом схемы И 22, прямым выходом с входом схемы И 19, а инверсным выходом с управляющим входом блока 34 регистрации. Установочный S-вход RS-триггера 27 соединен с информационной шиной

35, а выход — с инверсным входом схемы

И 23. Прямой вход схемы И 23 соединен с информационной шиной 36, а ее выход— с установочным S-выходом RS-триггера 28, выполняющего функцию триггера знака угловой деформации. Счетный вход информационного счетчика 32 соединен с выходом схемы И 19, а выходы всех его разрядов, так же как и выход RS-триггера 28,— с информационными входами блока 34 регистрации. Указанные элементы образуют канал измерения угловой деформации.

Первый выход дешифратора 17 соединен с центральным фотоэлементом 10 среднего столбца 8 матрицы, а также с установочными R-входами RS-триггера 29 и информационного счетчика 33 и прямым входом схемы И 24. Каждый последующий выход дешифратора 17 соединен соответственно с двумя симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента 10 фотоэлементами среднего столбца 8 матрицы.

Своими свободными выводами совокупность фотоэлементов 11, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента 10, соединены с информационной шиной 37 линейной деформации, а совокупность фотоэлементов 12, расположенных по другую сторону от того же фотоэлемента 10, — с информационной шино" 38 линейной деформации.

Информационная шина 37 соединена с одним из входов схемы ИЛИ 26 и с одним из входов схемы И 20. Информационная шина 38 соединена с другим входом схемы

ИЛИ 26. Свободный вывод центрального фотоэлемента 10 соединен с инверсным входом схемы И 24 и с третьим входом схемы

ИЛИ 26. Установочные R- u S-входы RSтриггера 30 соединены соответственно с выходами схемы ИЛИ 26 и схемы И 24, прямой

1381331

Формула изобретения

40 прохождение импульса с первого выхода дешифратора 17 через схему И 24 на уста- 45 новочный S-вход RS-триггера 30, последний не изменит своего состояния, схема И 21 останется закрытой и имгульсы от задающего генератора 13. не пройдут в информационный счетчик 33. Благодаря наличию на инверсном выходе RS-триггера 30 разрешающего потенциала в блок 34 регистрации записывается нулевое значение линейной деформации.

При появлении угловой деформации кручения импульсы с шин 35 и 36 приходят не- 55 одновременно и через схему ИЛИ 25 про3 выход — с одним из входов каждой из двух схем И 20 и 21, а инверсный выход — с управляющим входом блока 34 регистрации. Установочный S-вход RS-триггера 29, выполняющего функции триггера знака линейной деформации, соединен с выходом схемы И 20, а выход — с одним из информационных входов блока 34 регистрации. Счетный вход информационного счетчика 33 соединен с выходом схемы И 21, а выходы всех его разрядов — с информационными входами блока 34 регистрации. Указанные элементы образуют канал измерения линейной деформации.

Устройство работает следующим образом.

Световодный канал 1 устанавливают на исследуемом объекте и закрепляют его торцы на поверхности объекта. В исходном положении проекция щелевого отверстия экрана 6 располагается на матрице фотоэлементов так, что освещенными оказываются центральный фотоэлемент 10 и одноименные фотоэлементы в крайних столбцах 7 и 9. При работе дешифраторов 16 и 17 питающее напряжение через ключи (не показаны) поступают к соответствующим фотоэлементам. При этом на выходах освещенных фотоэлементов возникает импульсный сигнал, длительность которого определяется задающим генератором 13.

При отсутствии угловой деформации кручения импульсы на шинах 35 и 36 появляются одновременно, вследствие чего срабатывает схема И 18, запрещающая прохождение импульса на счетный вход Т-триггера 31, последний не изменит свое состояние, схема И останется закрытой и импульсы от задающего генератора 13 не пройдут в счетчик 32, который периодически при появлении импульса на первом выходе дешифратора 16 устанавливается в нулевое состояние. Благодаря наличию на инверсном выходе Т-триггера 31 размещающего потенциала в блок 34 записывается нулевое значение угловой деформации.

Аналогично при отсутствии линейной деформации изгиба импульс на выходе центрального фотоэлемента 10, поступивший на инверсный вход схемы И 24, запретит ходят два импульса, каждый из которых меняет состояние Т-триггера 31. Интервал

30 времени между импульсами однозначно связан с величиной измеряемой угловой деформ а ци и (соответственно изменяется число импульсов, записанное в счетчике 32). Знак угловой деформации при этом заполняется до конца цикла опроса дешифратора 16 в

RS-триггере 28.

При появлении линейной деформации изгиба в зависимости от знака появляется импульс либо на информационной шине 37, либо на информационной шине 38. При этом

RS-триггер 30 перебрасывается сначала в одно состояние с приходом через схему

И 24 импульса с первого выхода дешифратора 17, а потом — в противоположное состояние с приходом импульса с шин 37 или 38 через схему ИЛИ 26. Интервал времени между этими двумя импульсами однозначно связан с величиной измеряемой линейной деформации. Соответственно изменяется и число импульсов, проходящих от задающего генератора 13 через схему И 21 на счетный вход информационного счетчика 33. Знак деформации запоминается до конца опроса дешифратора 17 в RS-триггере 29.

Величины и знаки угловой и линейной деформации записываются в блоке 34 регистрации в синхронные моменты времени, что повышает точность контроля сложных деформационных процессов.

Использование предлагаемого устройства позволяет определять не только деформации изгиба, но и деформации кручения с высокой точностью и быстродействием.

Устройство для определения деформации изгиба, содержащее световодный канал с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник света и светоприемник, выполненный в виде матрицы фотоэлементов из трех столбцов, крайние из которых расположены симметрично относительно среднего столбца, блок обработки информации и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства для измерения также и деформации кручения, оно снабжено экраном со щелевым отверстием, установленным в канале перед источником света и лежащим в плоскости, перпендикулярной продольным осям столбцов матрицы, блок обработки информации выполнен в виде задающего генератора, соединенных с генератором двух управляющих счетчиков с дешифраторами, четырех схем И с прямыми входами, трех схем И с одним прямым и одним инверсным входом, двух схем ИЛИ, четырех RS-триггеров с установочными R- u S-входами, одного Т-триггера со счетным и установочным входами и двух информационных счетчиков, блок регистрации выполнен в виде запоминаю1381331

5 щего устройства с информационными и управляющими входами, первый выход первого дешифратора соединен с установочными

R-входами первых двух RS-триггеров, Tтриггера и первого информационного счетчика, каждый последуюц(ий выход первого 5 дешифратора соединен соответственно с од. ним из фотоэлементов каждого крайнего столбца матрицы, свободные выводы всех, фотоэлементов в каждом крайнем столбце, соединены соответственно с одной из двух информационных шин угловой деформации, входы первой схемы И и входы первой схемы

ИЛИ соединены соответственно с каждой информационной шиной угловой деформации, выход первой схемы И соединен с инверсным входом второй схемы И, выход пер- 15 вой схемы ИЛИ соединен с прямым входом второй схемы И, выход второй схемы И соединен со счетным входом Т-триггера, прямой выход Т-триггера соединен с первым входом третьей схемы И, выход третьей схемы И соединен со счетным входом первого информационного счетчика, установочный

S-вход первого RS-триггера соединен с первой информационной шиной угловой деформации, выход первого RS-триггера соединен с инверсным входом четвертой схемы И, 25 прямой вход четвертой схемы И соединен с второй информационной шиной угловой деформации, выход четвертой схемы И со единен с установочным S-входом второго RS-триггера, первый выход второго дешиф,ратора соединен с центральным фотоэлемен-! том среднего столбца, с установочными R входами третьего RS-триггера и второго информационного счетчика и с прямым вхо6 дом пятой схемы И, каждый последующий выход второго дешифратора соединен соответственно с двумя симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента фотоэлементами среднего столбца, каждая совокупность фотоэлементов среднего столбца, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента, свободными выводами соединена с одной из информационных шин линейной деформации, свободный вывод центрального фотоэлемента соединен с инверсным входом пятой схемы И и с первым входом второй схемы ИЛИ, первая информационная шина линейной деформации соединена с вторым входом второй схемы ИЛИ, вторая информационная шина линейной деформации соединена с третьим входом второй схемы ИЛИ и первым входом шестой схемы И, выходы пятой схемы И и второй схемы ИЛИ соединены соответственно с установочными S- u R-входами четвертого RS-триггера, прямой выход четвертого RS-триггера соединен с вторым входом шестой схемы И и первым входом седьмой схемы И, вторые входы третьей и седьмой схем И соединены с задающим генератором, выход шестой схемы И соединен с установочным S-входом третьего RS-триггера, выход седьмой схемы И соединен со счетным входом второго информационного счетчика, инверсные выходы Т-триггера и четвертого RS-триггера соединены с управляющими входами блока регистрации, а прямые выходы второго и третьего RS-триггеров и выходы всех разрядов обоих информационных счетчиков соединены с информационными входами блока регистрации.

1381331

А-А

Составитель Н. Тимошенко

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 837/36 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4