Устройство для счета числа нагружений металлоконструкций

 

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в качестве устройства счета и регистрации при контроле количества и диапазона нагружения металлоконструкций подъемно-транспортных средств. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит пьезодатчик 1, емкостный коммутатор 2 чувствительности , компараторы 7, 8, блок 11 элементов И, блок 14 счетчиков, счетчик 9, дешифратор 10, элементы задержки 12, 19, формирователь импульсов 20 и одновибратор 13. За счет коммутатора 2 осуществляется переключение чувствительности устройства к сигналу пьезодатчика 1. В блоке 14 счетчиков регистрируется число нагружений в каждом из диапазонов чувствительности. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s G 07 С 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

«Ь (21) 4637517/24 (22) 20.12.88 (46) 30,01.91. Бюл. М 4 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институте им, Серго Орд- жоникидзе (72) О.Д. Гагин, В.М. Балашевич, Д,Н. Симонов и А.А, Михайлов (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 591889, кл. G 07 С 3/10, 1977, Михайлов А.А. Многоканальное устройство учета штучных иэделий для АСУТП.—

Механизация и автоматизация производства, 1983, М 10, М.: Машиностроение, с. 2627, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ЧИСЛА НАГРУЖЕНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

„„59„„1624495 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в качестве устройства счета и регистрации при контроле количества и диапазона нагружения металлоконструкций подъемно-транспортных средств, Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит пьезодатчик

1, емкостный коммутатор 2 чувствительности, компараторы 7, 8, блок 11 элементов И. блок 14 счетчиков, счетчик 9, дешифратор

10, элементы задержки 12, 19. формирователь импульсов 20 и одновибратор 13. 3а счет коммутатора 2 осуществляется переключение чувствительности устройства к сигналу пьезодатчика 1, В блоке 14 счетчиков регистрируется число нагружений в каждом из диапазонов чувствительности. 1 ил, 1624495

10

15 между его входами) 20

30

40

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в качестве устройства счета и регистрации при контроле количества и диапазона нагружения металлоконструкций подъемно-транспортных средств.

Цель изобретения — повышение точности устройства путем придания ему способности изменять чувствительность входного усилительного элемента при высокой точности преобразования входного воздействия в выходной сигнал и осуществлять регистрацию диапазона изменения входного сигнала.

На чертеже приведена структурная схема устройства с двумя пределами чувствител ьности.

Устройство содержит пьезодатчик 1, емкостный коммутатор 2 чувствительности, выполненный иэ операционного усилителя

3, инвертора 4, ключа 5 и ячеек 6 — 6л коммутации по числу диапазонов чувствительности ll, Кроме того, устройство содержит первый и второй компараторы 7, 8, счетчик 9. дешифратор 10, блок 11 элементов И, первый элемент 12 задержки, одновибратор 13, блок 14 счетчиков. Каждая иэ и ячеек 6 содержит конденсатор 15, первый и второй резисторы 16, 17 и ключ 18. Устройство содержит также второй элемент 19 задержки и формирователь 20 импульсов. Конденсаторы 15 обеспечивают выбор соответствующего диапазона чувствительности, что определяется в зависимости от величины напряжения +U усилителя 3, причем они должны удовлетворять условию: Ci < Сн-, где I — номер диапазона чувствительности.

Это условие означает, что величина заряда, накопленная на конденсаторе 15 предыдущего диапазона чувствительности, делится пропорционально емкости конденсаторов двух соседних диапазонов чувствительности.

Напряжение переключения компаратора 8 определяется иэ условия отстройки устройства счета от помех в сигнале +U иэ-за воздействия на пьезодатчик 1 и усилитель 3 механических и электрических факторов, а напряжение переключения компаратора диапазона чувствительности определяется напряжением +U, при котором происходит изменение диапазона чувствительности устройства счета.

Устройство работает следующим образом.

Б исходном состоянии счетчик 9 установлен в нулевое состояние и на первом выходе дешифратора 10 установлена единица, в результате чего включается ключ

18>, что приводит к тому, что усилитель 3 охватывается емкостной связью на конденсаторе 15. Выходное напряжение инвертора 4 при условии его идеальности равно выходному напряжению усилителя 3 с противоположным знаком. Реально это напряжение по модулю отличается от напряжения усилителя 3 на величину, определяемую смещением нуля инвертора 4, входными токами, конечным коэффициентом усиления усилителя 3. Погрешность инвертора 4 может не превышать 0,05 При равенстве сопротивлений резисторов 16, 17 потенциал точки соединения конденсатора 15. соединенных выводов резисторов 16, 17 и ключа 18 находится на нулевом уровне (так как усилитель 3 имеет нулевое напряжение

Таким образом, входной ток усилителя

3, протекающий от источника заряда в цепи обратной связи, не протекает через конденсатор 15, т.е, он фактически выведен из цепи обратной связи и не влияет на работу усилителя 3 с конденсатором 15 на первом диапазоне чувствительности.

При поступлении входного сигнала с пьезодатчика 1 входной заряд преобразуется в ток, который заряжает конденсатор 15>, При срабатывании компаратора 7 от сигнала на выходе усилителя 3 счетчик 9 переходит в следующее состояние, которое через время, задаваемое элементом 19 задержки от заднего фронта сигнала, выделяемого формирователем 20 импульсов, дешифрируется деш ифрато ром 10. В ы кл ючается кл юч

18, а включается ключ 182. Так как потенциал точки соединения обкладки конденсатора 15, соединенных выводов резисторов 16 и 17 и ключа 18> после переключения становится близким к нулю, то заряд, накопленный до этого на конденсатор 151, стекает на конденсатор 152, который в этом случае включен в отрицательной обратной связи усилителя 3.

Аналогично устройство функционирует при переходе с второго диапазона и далее.

После того, как воздействие нагружением на пьезодатчик исчезает, выключается компаратор 8. задний фронт сигнала которого, выделенный одновибратором 13, поступает на первые входы элементов И блока 11 и разрешает прохождение сигнала с соответствующего выхода дешифратора 10 на вход блока 14 счетчиков, который регистрирует количество и диапазон нагружения пьезодатчика 1 через время, задаваемое элементом 12 задержки. счетчик 9 сбрасывается в нулевое состояние и устанавливает все устройство на поддиапазон первоначальной чувствительности для входного сигнала пье1624495 зодатчика 1, Ключ 5 сигналом с выхода одновибратора 13 замыкается, снимая на выходе пьезодатчика 1 остаточный заряд, накопленный под действием информационного сигнала пьезодатчика 1.

Таким образом, устройство автоматически изменяет чувствительность входного усилительного элемента за счет подключения разных масштабирующих конденсаторов 151 — 15„при высокой точности преобразования входного воздействия в выходной сигнал и осуществляет регистрацию количества (счет количества) и диапазона изменения входного сигнала(диапазона нагружения пьезодатчика) блоком 14 счетчиков.

Составитель Г. Усачев

Редактор М. Келемеш Техред М,Моргентал Корректор С. Шекмар

Заказ 193 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Устройство для счета числа нагружений металлоконструкций, содержащее пьезодатчик, первый компаратор, элемент задержки, формирователь импульсов и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй компаратор, блок счетчиков, второй элемент задержки, одновибратор, блок элементов И, дешифратор и емкостной коммутатор чувствительности, выход пьезодатчика соединен с информационным входом емкости коммутатора чувствительности, выход которого подключен к входам первого и второго компараторов, выход первого из которых соединен со счетным входом счетчика и входом формирователя импульсов, выход которого через второй элемент задержки подключен к синхронизирующему входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми управляющими входами емкостного коммутатора чувствительности и с первыми входами блока элементов И, выходы которого подключены к входам блока счетчиков, выход второго компаратора соединен через одновибратор с вторыми входами блока эле5 ментов И. вторыми входами блока элементов И, вторым управляющим входом емкостного коммутатора чувствительности и входом первого элемента задержки, выход которого подключен к входу сброса счетчи10 ка, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора.

2. Устройство по и. 1. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что емкостной коммутатор чувствительности содержит операционный уси15 литель, инвертор, ключ и по числу диапазонов чувствительности ячейки коммутации, каждая из которых содержит первый и второй резисторы, конденсатор и ключ, в каждой ячейке коммутации первые

20 выводы первого, второго резисторов и конденсатора объединены, ключ соединен параллельно первому резистору, вторые выводы конденсаторов всех ячеек коммутации и инвертирующий вход операционного

25 усилителя объединены и через ключ соединены с общей шиной, которая подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами первых резисторов ячеек

30 коммутации и через инвертор подключен к вторым выходам вторых резисторов ячеек коммутации, инвертирующий вход и выход операционного усилителя являются соответственно информационным входом и вы35 ходом емкостного коммутатора чувствительности, управляющие входы ключей ячеек коммутации и ключа являются соответственно первыми и вторым управляющими входами емкостного комму40 татора чувствительности.