Многоканальный счетный тензометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения тензометрических испытаний сельскохозяйственных и других машин. Целью изобретения вяляется обеспечение возможности работы в реальном масштабе времени. В основе работы многоканального счетного тензометра лежит метод полных циклов. Блок 4 ... N выделения экстремумов выбирает только полезную информацию - значения экстремумов тензосигнала, которые подвергаются дальнейшей обработке блоком 5 ...N выделения полных циклов Если для четырех последовательных экстремумов тензосигнала выполняется условие - разность значений второго и третьего экстремумов по модулю не превышает модуля разности значений первого и четвертого экстремумов, то условие полного цикла выполняется . В этом случае характеристикой процесса деформации является размах полного цикла - модель разности значений второго и третьего экстремума. В противном случае условие полного цикла не выполняется и характеристикой процесса является модуль разности значений первых двух экстремумов . Если условие полного цикла выполняется , то отбрасываются значения второго и третьего экстремумов, а остальные два остаются (как уже последовательные экстремумы) для дальнейшего анализа. Если условие полного цикла не выполняется , то отбрасывается значение первого экстремума , а остальные три остаются для дальнейшего анализа. 3 ил. СЛ С о ю го со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4481145/28 (22) 13.09.88 (46) 15.04.91. Бюл. М 14 (71) Кировоградский проектно-конструкторский институт по почвообрабатывающим и посевным машинам и Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (72) М.Г.Кинкер, К.В. Кондратец, В.и. Куля, Ю.В. Куля, Н.Г,Николов, Л.P.Ãåîðãèåâ и В. Н Хоружий, (53) 531.781,2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1350480, кл, G 01 В 7/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N- 861928. кл. G 01 В 7/16,1979, (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СЧЕТНЫЙ ТЕНЗОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения тензометрических испытаний сельскохозяйственных и других машин.

Целью изобретения вяляется обеспечение возможности работы в реальном масштабе времени. В основе работы многоканального счетного тензометра лежит метод полных циклов. Блок 4 .„N выделения экстремумов,, Ы,, 1642230 А1 выбирает только полезную информацию— значения экстремумов тензосигнала, которые подвергаются дальнейшей обработке блоком 5.„N выделения полных циклов. Если для четырех последовательных экстремумов тензосигнала выполняется условие— разность значений второго и третьего экстремумов по модулю не превышает модуля разности значений первого и четвертого экстремумов, то условие полного цикла выполняется, В этом случае характеристикой процесса деформации является размах полного цикла — модель разности значений второго и третьего экстремума. В противном случае условие полного цикла не выполняется и характеристикой процесса является модуль разности значений первых двух экстремумов. Если условие полного цикла выполняется, то отбрасываются значения второго и третьего экстремумов, а остальные два остаются (как уже последовательные экстремумы) для дальнейшего анализа.

Если условие полного цикла не выполняется, то отбрасывается значение первого экстремума, а остальные три остаются для дальнейшего анализа. 3 ил.

1642230

Целью изобретения является обеспечение возможности рэботы в реальном масштабе времени.

На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого многоканального счетного тензометра; на фиг, 2 — структурная схема блока выделения экстремумов; на фиг, 3 — структурная схема блока выделения размахов полных циклов.

Многоканальный счетный тензометр содержит в каждом канале последовательно соединенные тензодэтчик 1 „.N, усилитель 2...N, аналого-цифровой преобразовэтель 3.. N (АЦП), блок 4 ... N выделения экстремума (БВЭ) и блок 5...N выделения полных циклов (БВПЦ), программируемый интерфейс 6, первый выход блоков

5...N выделения полных циклов соединен с соответствующими портами 7...N каналов программируемого интерфейса 6, выходные порты 8...N сигналов запуска аналогоцифровых преобразователей соединены с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей З...N. выходные порты 9...N сигналов предустановки интерфейса 6 соединены с вторыми входами блоков 5...N выделения полных циклов, вторые выходы блоков 5...N выделения полных циклов соединены с входными портами 10 сигналов готовности (ПСГ) интерфейса 6 и входными портами 11 сигналов полных циклов (ПСЦП) инерфейса 6, а также общую для каналов электронно-вычислительную машину 12 (ЭВ М).

Блок 4 выделения экстремумов содержит сдвиговый регистр 13, информация d нэ входе и выходе которого представлена параллельным двоичным кодом фиксированной разрядности (например, один байт), последовательно соединенные первый цифровой компаратор 14 и элемент 15 равнозначности, последовательно соединенные второй цифровой компэрэтор 16 и элемент

ИЛИ 17, последовательно соединенные элемент И 18 и шинный формирователь 19, выход сдвигового регистра 13 соединен с входами цифровых компэраторов 14 и 16 и с вторым входом шинного формирователя

19, выход элемента 15 равнозначности соединен с вторым входом элемента И 18, третий вход которого соединен со стробовым входом сдвигового регистра 13, а выход сдвигового регистра 13 соединен с входами цифровых компэраторов 14 и 16. Информацией для шинного формирователя 19 являИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения тензометрических испытаний сельскохозяйственных и других машин.

55 ется среднее значение dg сдвигового регистра 13, э стробовым импульсом — выходной сигнал элемента И 18, который также является стробовым импульсом для блока 5 выделения полных циклов данного каналэ.

Блок выделения рэзмахов полных циклов содержит сдвиговый регистр 20 с первой предустановкой, информация (X) нэ входе и выходах предустановки которого также представлена параллельным двоичным кодом фиксированной разрядности (нэпример, один байт), и параллельно соединенные цифровые компараторы 21 — 24 и блоки 25- 28 вычитания, элементы И 29 и 30 логического умножения с двумя инверсными входами, которые соединены с цифровыми компэрэторэми 22 — 24, элемент ИЛИ 31, соединенный с входами элементов И 29 и

ЗО, шинный формирователь 32, соединенный с блоками 27 и 28 вычитания, шинный формирователь 33, соединенный с блоками

25 и 26 вычитания и управляемый сигналом с выхода элемента И 29, шинный формирователь 34, соединенный с шинными формирователями 32 и 33 и управляемый сигналом с выхода элемента ИЛИ 31, счетчик-делитель 35 нэ 4 с двумя предустановками; первая предустановка устанавливает число 2 в счетчик, вторая предустановка устанэвливэет число 3 в счетчик.

Тензометр работает следующим образом.

Тензодэтчик 1 преобразует механическое напряжение в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 в цифровой параллельный код, который поступает в блок 4 выделения экстремумов данного канала.

Аналого-цифровые преобразователи

3...N периодически запускаются с порта 8 сигналов запуска. Причем частоты их зэпускэ могут при необходимости как совпадать, так и быть различными. В случае равенства частот запуска всех АЦП З...N порт 8 сигналов запуска может быть обычным генератором прямоугольных импульсов требуемой частоты. Цифровые коды сигнэлов синхронно со стробирующими их сигналами — конец преобразовэния

АЦП З...N поступают в блок 4...N выделения экстремумов, где анализируются на наличие экстремума, Экстремум существует тогда, когда 4г > 41 и 42 > 4з или 42 < 41 и 42 < 4з.

Для этого случая на входе элемента 15 равнозначности схемы выделения экстремумов имеются сигналы одного уровня (или одновременно логический 0 или логическая 1), а на входе логического элемента ИЛИ l7 сигналы логического О, т.е. на выходах эле1642230 ментов 15 и 17, а значит, и на двух входах элемента И 18 имеются сигналы логической

1. Поэтому во время действия входного строба схемы — конец преобразования АЦП

3...N при наличии экструмума получаем сигнал строба на выходе элемента И 18, который является одновременно сигналом для передачи значения экстремума через шинный формирователь 19 на выход схемы блока 5...N выделения полных циклов и является стробом, подаваемым на соответствующий вход сдвигового регистра 20 схемы БВПЦ 5...N синхронно со значением Х самого экстремума. d1. dz, дз — это первый, второй и третий (условно) во времени сигна.лы шины d сдвигового регистра 13.

Сдвиговый регистр 20 с первой предустановкой блока 5...М выделения размахов полных циклов накапливает четыре последовательных во времени значения экстремумов и анализирует их на наличие полного цикла.

На вход регистра 20 БВПЦ 5.„N поступает совместно со стробом очередное значение экстремума тензосигнала. Причем его входы предустановки Xz, Хз соединены с входом Х1, т.е. по сигналу предустановки на входе регистра 20 значение байтов Х1, Х4 не изменяется, а вместо величины экстремумов Xz, Хз на соотв тствующих выходах регистра 20 появляется значение Х1.

Рассмотрим сначала работу БВПЦ

5...N для случая полного цикла с условиями

Хз > Xz, Хз > Хл, Х» Хз. Тогда нэ выходе "О" цифрового компаратора 22 имеется сигнал логического О, а на выходах "О" цифровых компараторов 23 и 24 сигналы логической

1, т.е. нэ выходе элемента И 29 имеется сигнал логического О. Аналогично на выходе логического элемента И 30 имеется сигнал логической 1, т,е. нэ выходе элемента

ИЛИ 31 — также сигнал логической 1, так как на управляющем входе шинного формирователя 33 сигнал логического О, то на его выходе имеется разность Хз-Х2, т.е, размах полного цикла в прямом параллельном двоичном коде. Поскольку на управляющем входе шинного формирователя 34 имеется сигнал логической 1, то на выход проходит разность Хз — Xz — размах цикла, которая поступает в порт 7...N канала интерфейса 6.

Вместе с этим в порт 10 сигналов готовности интерфейса 6 поступает сигнал готовности размаха полного цикла в данном канале, а в порт 11 сигналов полных циклов интерфейса 6 — сигнал о наличии среди данных четырех экстремумов полного цикла. Для случая второго варианта полного цикла с условиями Хз < Xz, Xz < Х4 и

Х1 < Хз на выходе элемента И 29 имеется

55 сигнал логической 1, а на выходе логическо-го элемента И 30 —; т.е.на выходе логического элемента ИЛИ 31 также будет сигнал логической 1, свидетельствующий о наличии полного цикла, а поскольку на управляющем входе шинного формирователя 33 будет сигнал логической 1, то на его выходе и на выходе шинного формирователя 34 будет разность

Xz — Хз, а так как в данном случае Xz > Хз, то размах полного цикла снова будет в прямом двоичном коде.

В случае, когда среди четырех экстремумов-не выполняется условие полного цикла, то схема находит размах между первыми двумя экстремумами. Если Х1 < Xz, то на выходе "О" цифрового компаратора 21 имеется сигнал логической 1, поэтому на выход шинного формирователя 32 проходит сигнал Xz — X>, А если Х1 > Xz, то на управляющем входе шинного формирователя 32 имеется сигнал логического О, т.е, на его выход проходит разность Х1 — Xz и в любом случае результат получаем в прямом коде.

Так как в отсутствие полного цикла на выходе логического элемента ИЛИ 31 — сигнал логического О, то нэ выход шинного формирователя 34 поступает сигнал с выхода шинного формирователя 32, который и попадает в порт соответствующего канала интерфейса 6, ЭВМ 12 последовательно анализирует в процессе работы сигналы готовности всех каналов системы. При появлении сигнала готовности канала в порте 10 сигналов готовности ЭВМ 12 считывает в порте 7 канала значение размаха полного цикла, а затем анализирует сигнал полного цикла в ПСЦП 11 интерфейса 6, При наличии этого сигнала ЭВМ 12 посылает сигнал предустановки по первой линии канала, который приходит на выход первой предустановки 1 счетчика-делителя 35 и на вход предустановки регистра 20, В результате этих действий ЭВМ 12 считывает размах цикла и может с ним проводить дальнейшие преобразования, а блок 5...N выделения полных циклов подготавливается к приему новых экстремумов.

После предустановки на выходе регистра 20 имеем информацию Х1, Хь Х i, Х4 и в счетчике-делителе 35 находится число 2.

После поступления двух новых экстремумов с БВЭ 4.„N имеем на выходе регистра

20 X), Х4, ХО + 1), X(i + 2), считая, что предыдущий анализ полного цикла был на 1-ом шаге), а в счетчике-делителе 35 имеем число 4, т.е. получаем сигнал готовности в ПСГ

10 интерфейса 6. Если в ПСПЦ 11 интерфейса б отсутствует сигнал наличия полного цикла, то ЭВМ 12 подает сигнал предуста1642230 новки через интерфейс 6 по второму выходу порта 9 сигналов, что приводит к установке числа 3 в счетчике-делителе 35. Тогда при приходе следующего экстремума в сдвиговый регистр 20 значение Х автоматически вытесняется, получаем новую четверку экстремумов, а так как в счетчике-делителе 35 после прихода стробового импульса с данным экстремумом устанавливается число 4, то он посылает сигнал готовности в ПСГ 10 интерфейса 6 и схема работает по требуемому алгоритму.

Формула изобретения

Многоканальный счетный тензометр, содержащий в каждом канале последовательно соединенные тензодатчик, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также общую для каналов электронно-вычислительную машину с интерфейсом, о тл и ч а ю щи йс ятем, что, с цельюобеспечения работы в реальном масштабе времени, он снабжен в каждом канале последовательно соединенными блоком выделения экстремума и блоком выделения полных

5 циклов, выход которого соединен с соответствующим портом каналов интерфейса, интерфейс имеет также порт сигналов предустановки, порт сигналов готовности, порт сигналов полных циклов и порт сигна10 лов запуска аналого-цифровых преобразователей, соединенный с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей, выходной порт сигналов предустановки соединен с вторыми входами блоков

15 выделения полных циклов, вторые выходы блоков выделения полных циклов соединены с входным портом сигналов готовности и входным портом сигналов полных циклов, а выход аналого-цифровых преобразова20 телей соединен с входом блоков выделения экстремума, 1б42230

11

ПИК 7 инще саб

10 са6

Составитель В. Писаревский

Редактор Ю. Середа Техред M.Moðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Заказ 1137 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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