Устройство для градуировки датчиков силы

 

Изобретение предназначено для одновременной градуировки нескольких датчиков силы, входящих в схему измерения усилия , и определения их рабочих характеристик , записываемых, как правило, полиномом первой степени, по двум и более образцовым динамометрам, нагружаемым одинаковыми градуировочными усилиями. Цель изобретения - сокращение времени градуировки датчиков силы и повышение достоверности получаемых при этом результатов . Блок 25 управления градуировкой с помощью формирователя 26 команд нагружения выходами подключенного к входам блока управления силовозбудителем, обеспечивает ступенчатое нагружение си

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ИВ я1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 3 (21) 4745471/10 (22) 03.10.89 (46) 07.10.91, Бюл. tk 37 (72) В.M.Íîÿíîâ, Г.И.Ильяшев и Ю.С.Антипов (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1053577, кл. G 01 L 25/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

М 1606889, кл. G 01 1 25/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ДАТЧИКОВ СИЛЫ (57) Изобретение предназначено для одновременной градуировки нескольких датчи„„Я „„1682845 А1 ков силы, входящих в схему измерения усилия, и определения их рабочих характеристик, записываемых, как правило, полиномом первой степени, по двум и более образцовым динамометрам, нагружаемым одинаковыми градуировочными усилиями.

Цель изобретения — сокращение времени градуировки датчиков силы и повышение достоверности получаемых при этом результатов. Блок 25 управления градуировкой с помощью формирователя 26 команд нагружения выходами подключенного к входам блока управления силовозбудителем, обеспечивает ступенчатое нагружение си1682845 ловой цепи градуировочными усилиями до некоторого максимального значения и lloследующую ее разгрузку до нуля. Информация о величине градуировочных усилий, снимаемая с выходов образцового динамометра 1 и датчика 2 силы, посредством усилителей-преобразователей 13-16 напряжения, АЦП 17 — 20 и блоков 21 — 24 умножения кодов преобразуется в последовательности цифровых кодов и после их усреднения блоком 31 iI ;èðóåòñÿ в блоках 33—

36 памяти. По око;нчании градуировки она считывается в блок 41, который поочередно вычисляет коэффициенты аппроксимации

Изобретение относится к силоизмерительной технике и предназначено для одновременной градуировки преобразователей силы, йапример, тензометрического типа с последующей автоматизированной обработкой результатов измерений в части определения их рабочих характеристик по двум и более образцовым динамометрам и оценки качества градуировки.

Цель изобретения — сокращение времени градуировки датчиков силы и повышение достоверности получаемых при этом результатов.

На фиг,1 показана силозадающая машина, общий вид; на фиг.2 — график нагружения датчиков силы; на фиг.3 функциональная электрическая схема устройства; на фиг,4 — схемы блоков управления градуировкой и обработкой измерительной информации, на фиг.5 — схема блока обработки измерительной информации; на фиг.6-8 — схемы б юков усреднения измерительной информации, вычисления нагрузки и усреднения градуировочных коэффициентов соотьетственно, Устройство содержит (фиг.1) образцовый динамометр 1, градуируемый датчик 2 силы, имеющие по два выхода I u II и силовозбудитель 3, установленные соосно.в силозадающей машине, включающей основание 4 и верхнюю траверсу 5, закрепленные между собой штангами 6, блок 7 управления силовозбудителем в составе двух электропневмоклапанов (ЗП1::) 8 и 9 и расходных шайб 10-1, 10-2, источник 11 рабочей жидкости, сливную емкость 12, усилители-преобразователи 13-1i6 напряжения (фиг,3), АЦП 17 — 20, блоки 21- 24 умножения кодов, блок 25 управления градуировкой, формирователь 26 команд нагружения, включающий„например, коммутирующие элементы градуировочных характеристик I-го и II-го выходов датчика 2.по методу наименьших квадратов. Повышение достоверности градуировки достигнуто за счет того, что каждая из характеристик датчика 2 определяется по данным I-ro, а затем II-го выходов образцового динамометра 3 и усреднения полученных при этом результатов блочном

42. Время градуировки сокращено за счет сведения всего объема выполняемых операций в один цикл и полной автоматизации процесса обработки измерительной информации, управляемого блоком 38. 1 з.п. ф-лы, 8 ил, 27 и 28 и ключи 29 и 30, блок 31 усреднения измерительной информации, первый шифратор 32, блоки 33 — 36 памяти, элемент 37 задержки, блок 38 управления обработкой

5 измерительной информации, коммутаторы

39 и 40, блок 41 обработки измерительной информации, блок 42 усреднения градуировочных коэффициентов и блок 43 индикации, 10 Для упрощения описания устройства схема блока 25 составлена с учетом полуавтоматического управления градуировкой. В этом варианте блок содержит (фиг.4) коммутирующие элементы 44 и 45, генератор 46

15 тактовых импульсов, два триггера 47 и 48, элементы И 49 и 50, цифровой милливольтметр 51 и счетчик 52 импульсов.

Блок 38 содержит счетчик 53 импульсов, ключ 54, элемент ИЛИ 55, элементы И пер20 вой 56-59 и второй 60-63 групп и шифраторы 64 и 65.

Функциональная электрическая схема блока 41 составлена с учетом аппроксимации градуировочных характеристик датчика

25 2 по соотношениям, известным из метода наименьших квадратов, и содержит (фиг.5) субблоки 66 и 67 усреднения измерительных сигналов при нулевой нагрузке, включающие каждый сумматор 68 и умножитель 69

30 кодов, вычислитель 70 величины нагрузки, блоки 71-74 вычитания кодов, блоки 75-78 вычисления суммы в составе сумматоров 79 и накапливающих регистров 80, блоки 81 — 86 умножения и деления 87 кодов, счетчики 88

35 и 89 импульсов, генератор 90 тактовых импульсов, элемент 91 задержки, триггеры 92 и 93, элементы И 94, ИЛИ 95 и 96 и коммутатор 97.

Блок 3 1 усреднения измерительной ин40 формации включает (фиг.6) сумматоры 98—

101 кодов, регистры 102 — 105, делители

1682845

106-109 кодов, два счетчика 110 и 111 импульсов, элементы 112 совпадения, делител,ь 113 частоты, элементы И 114, 115 и элемент 116 задержки. 45

Вычислитель 70 (фиг.7) включает элементы вычитания 117, умножения 118 и суммирования 119 кодов, а также коммутатор

120 и элементы 121 памяти.

Блок 42 (фиг.8) содержит регистры 122- 50

129, сумматоры 130 — 133 и умножители 134137 кодов.

Для задания нагрузок на динамометр 1 и датчик 2, работающих на "растяжение", использован силовозбудитель 3 гидравли- 55 ческого типа.

Устройство работает следующим образом

Предварительно осуществляют настройку его схемных элементов на режим работы, обеспечивающий задание необходимых градуировочных нагрузок в силовой цепи и автоматическое вычисление коэффи- . цИЕНтОВ (B 1)l, (Bo)l, (В 1)ц, (Bo)II аППрОКСИМации рабочих характеристик I-го и 11-ro 5 выходов датчика 2, записываемых уравнениями второй степени: (Рг) - (В1) Л 02+ (В.)ц (1) (P2)ll = (В1)ц Л 04+ (Bo)I (2) где Л 02 и h, 04 — разности электрических 10 сигналов, снимаемых соответственно с.I-го и II-го выходов датчика 2 при изменении на нем нагрузки от О до значения Pzl, Для этого в уставки блоков 21-24 записывают значения коэффициентов q1...q4 15 усиления преобразователей 13 — 16, характеризующие изменение сигналов 01 — 04, приходящиеся на один дискрет АЦП 17 — 20.

В элементы 121 памяти вычислителя 70 вводят значения коэффициентов (A1)l, (Ao)l, 20 (А1)ц и (/ )ц градуировочных характеристик образцового динамометра 1, записываемых полиномами вида (Р1)l (A1)l Л 01+ (Ao)l = (A1)l (U1l— — 01 "о") + (Ао)ц (3) 25 (Р1)ц -(А1)ц Л03+ (Ао)ц(A1)ll (U3l — U3 "о") + (Ao)ll; (4) где Л 0 и Ь U3 — разности электрических сигналов, снимаемые с 1-го и II-го выходов динамометра 1 при изменении на нем на- 30 грузки от О до значения Р1ц

01 "о". Оз-о- — сигналы, снимаемые с этих же входов динамометра при нулевой нагрузке.

Иэ уравнения (3) следует, что текущие 35 значения измерительного сигнала Оц, формируемые на 1-м выходе динамометрэ 1, равны

Зная последовательность градуировочНЫХ усилий Ргр,1 Ргр.2...Ргр.п и Ргр,(л+1) -У" О, на которые динамометр 1 и датчик 2 должны быть нагружены в процессе выполнения данной работы и измерив с помощью вольтметра 51 величину нулевого сигнала 01 "0", определяют по соотношению (5) значения напРЯжений Urp,1, Urp.2, Огр,3, Urp.n, соответствующие вышеуказанным нагрузкам

Prp.(1...n)

В исходном состоянии все счетчики 52, 53, 88, 89, 110, 111, триггеры 47, 48, 92, 93, блоки 33 — 36 памяти и регистры 80, 102-105, 122 — 129 обнулены, элементы И 49, 50, 5663, 94, 114, 115 закрыты, ключи 29, 30 и 54 и коммутирующие элементы 27, 28, 44, 45 разомкнуты. ЭПК 8 и 9 обесточены. Коммутаторы 39 и 40 установлены в положение, в котором к соответствующим входам блока

41 подключены первые и вторые выходы блока 31, коммутатор 97 соединяет выход элемента И 94 с суммирующим входом счетчика 8, а коммутатор 120 устанавливает на входах элементов 118 и 119 коэффициенты (A1)l, (А,)l. Информация на выходах функциональных блоков 31. 41, 42 и т.д. отсутствует. Силовозбудитель 3 разгружен. Емкость

11 наполнена рабочей жидкостью и в ней создано необходимое избыточное давление.

Для включения устройства в работу кратковременно замы кают коммутирующий элемент 44, При этом триггер 47 переключается в.единичное состояние, открывается элемент И 49 и импульсы напряжения с выхода генератора 46 начинают поступать на вход тактовых импульсов блока 31 и управляющие входы блоков 21 — 24. Последние умножают выделяемые преобразователями

17 — 20 коды КОООц, KODUgl, К0003! и К000а на коэффициенты усиления ql, qz, q3, q4, формируя последовательности текущих значений измерительных сигналов U1I, U2l

U3i, 04I, пропорциональное по величине градуИрОВОЧНОМу УСИЛИЮ Prpl .

01(2,3,4)l = КОО 1(г,3,4) q1(2.3,4). (6)

Блок 31 предназначен для усреднения измерительной информации на градуировочных площадках с тем, чтобы учесть возможную флуктуацию кодов KODUi(2,3,4)ь например, от нестабильности источников питания, незначительного колебания давления в силовозбудитель 3 и других факторов, влияющих на точность измерения. С)н включается в работу замыканием коммутирующего элемента 54 и функционирует следующим образом.

Триггер 48 переводится в единичное состояние и открывает элемент И 114, разрешая прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 110, последний в каждом цикле усреднения информации формирует три управляющие команды, причем частота их следования несколько меньше частоты 1» тактовых импульсов и устанавливается делителем 113. Ro первой команде сумматоры

98-101 увеличивают содержимое каждого иэ накапливающих регистров 102-105 на величину выделенных в данный момент измерительных сигналов 01(2.з,4)1, т,е.

098(99-101) = 01(2,3,4)1 + 01(2,3,4)2 + " +

+ 01(г,з,а)г = „01(2,3,4)1 (7)

1 = 1 где Z — число точек усреднения на каждой из градуировочных площадок, Второй командный импульс поступает в счетчик 111 и увеличивает его содержимое на единицу.

По третьей команде блоки 106-109 делят накопленные суммы (7) на содержимое счетчика 111, определяя средние значения измерительных сигналов:

U 1(2,3,4)срА = — 03(2,3,4)1. (8) где d — порядковый номер градуировочной площадки (d = 1,2,3...п).

После считывания в счетчик 111 Z-го импульса на выходе элемента 112 совпадения формируется сигнал, соответствующий логической "1", который открывает элемент И

115 для прохождения командного импульса, означающего окончание цикла усреднения информации, на входы обнуления элементов 102 — 105 и на синхронизирующий выход блока 3.1, Импульс напряжения с этого выхода блока 31 поступает в два адреса — на вход обнуления триггера 48, возвращая его в исходное состояние, и через шифратор 32 — на входы управления всех блоков 33 — 36 памяти для заг1иси в них выделенных сигналов

0 1(2,3,4)cp .d.

Первый цикл усреднения измерительной информации производится после первого замыкания коммутирующего элемента

45 и приходится на нулевую градуировочную площадку. Сигналы 01(2,3, ц1, снимаемые в это время с выходов динамометра 1 и датчика 2, пропорциональны величинам собственных сил тяжести соответственно силы тяжести подвижной части силовозбудителя 3. После их усреднения они переписываются в регистры блоков 33-36 памяти по адресу, условно названному базс1вым (электрические сигналы на выходах сче. чика 52 отсутствуют), и используются в дальнейших расчетах в качестве условных нулей (ОбОЗНаЧЕНЫ ИНдЕКСаМИ 01ср.о, U2cp.о И т,д,).

Затем замыкают коммутирующий элемент 27 формирователя 26, вследствие чего включается ЭПК, и давление рабочей жидкости в силовой полости силовозбудителя 3 начинает увеличиваться, постепенно нагружая динамометр 1 и датчик 2 от 0 до значения Р»р1. Когда сигнал 011 выделяемый

10 блоком 21 и фиксируемый прибором 52, приблизитсЯ к Расчетной величине 0»р1 либо несколько превысит ее, коммутирующий элемент 27 размыкают и обмотка ЭПК 8 обесточивается, ЭПК 8 закрывается, давление в

15 силовозбудителе 3 стабилизируется и нагружение силовой цепи прекращается. 3амыкая другой коммутирующий элемент 45, устанавливается в единичное состояние триггер 48 и переключается элемент 52 в

20 положение, в котором на его выходах формируется 1-й адресный код. Триггер 48 вновь задействует в работу блок 31 для определения усредненных значений измериТЕЛЬНЫХ СИГНаЛОВ 01(2,34)cp.1 На ПЕРВОЙ

25 градуировочной площадке. По окончании вычислений на его синхронизирующем выходе формируется импульс напряжения, по которому полученные результаты считываются в блоки 33 — 36 по 1-му адресу.

30 Аналогичным образом производят нагружение силовой цепи на градуировочные

УсилиЯ P»p,2, Р»р.З, и т.д, до Р»р," + (фиг.1б), 2 а затем с помощью ЭПК 9 разгружают ее в обратной последовательности и на каждой площадке задействуют в работу блок 31. По завершении последнего цикла усреднения измерительной информации и выделения

СИГНаЛОВ 01(2,3,4)cp(n+1) ВОЗбуждаЕМЫй На ЕГО синхронизирующем выходе импульс напряжения проходит в схему через открытый элемент И 50 и переводит устройство в режим обработки измерительной информации. Он состоит из четырех циклов. В первом цикле производится вычисление коэффициентов

I 1 (B1 ),(Bo ) рабочей характеристики 1-го выхода датчика 2 по градуировочному усилию, фиксируемому 1 выходом динамометра 1, Во втором цикле вычисляются коэффициенты (B1) и (В, ), этого же выхода датчика 2 по градуирвочному усилию, измеряемому элементами 2 выхода динамометра

1, в третьем и четвертом циклах — коэффициенты (В1 )„, (BQ }f1 L1 (81)„, (В„)„ li-го выхода датчика 2. отнесенные соответс»венно к I-му, а затем к It-му выходам динамометра 1.

Первый цикл обработки информации начинается по команде, формируемой на

1682845

U1(2 ) срО + 01 (2) ср.

01(й . (9)

Одновременно по команде элемента 91 счетчик 89 устанавливается в 1 положение (через элемент ИЛИ 95) и на его выходах

1...n формируется единичный код, который транслируется на адресные входы блоков

33-36 памяти, подготавливая их к считыванию информации, зафиксированной на первой градуировочной площадке.

Кроме того, по этой же команде переводится в единичное состояние триггер.92, открывая элемент И 94 и подключая тем самым выход генератора 90 к суммирующему входу счетчика 88 (через коммутатор 97).

Счетчик 88 предназначен для управления блоками 70, 71, 75-78, 81, 82 и функционирует в циклическом режиме, причем каждый цикл относится к обработке информации на одной из градуировочных площа40

55 выходе элемента И 50 и производится в следующей последовательности.

В счетчик 53 записывается первая единица и на его первом выходе появляется потенциальный сигнал, под действием кото- 5 рого открываются элементы И 56; 60, и через элемент ИЛИ 55 замыкается ключ 54, и блоки 33 — 36 переводятся в режим чтения накопленной информации.

Через интервал времени, равный устав- 10 ке элемента 37 задержки и достаточный для выполнения описанных операций, запускающий импульс напряжения поступает в блок 41, где он адресуется на вход элемента

91 задержки и через элемент ИЛИ 96 — на 15 выход управления чтением этого блока.

С выхода управления чтением запускающий импульс напряжения через открытый элемент И 60 и шифратор 64 блока 38 транслируется на управляющие входы блоков 33, 20

34 и считывает на их выходы информацию о

ВЕЛИЧИНЕ УСЛОВНЫХ НуЛЕй U1cp.L U2cp.а ИЗ. базового раздела памяти.

КоДовые значениЯ сигналов U1cp,о и

U2cp.р поступают на первые входы суббло- 25 ков 66, 67, а на их вторые входы через коммутаторы 39, 40 с первых и вторых выходов блока 31 поступает аналогичная информация, полученная на последней (n+1) градуировочной площадке. 30

Элементы 68 суммируют кодовые значеНИЯ СИГНаЛОВ UIcp.О И Ulcp," + И СООтаЕтСт2

BBHHO U2cp.Р С U2 р," +, а ЗатЕМ пО КОМаНДЕ. г

35 формируемой элементом 91 задержки, умножители 69 делят полученные суммы пополам, определяя средние значения условных нулей:

1Ъб = ((Р1ср,d)l + U2cp.d);

d =1 (15) (16) и ЪВ= ЛО ср d (17)

d=1

Шестой импульс возвращает в исходное состояние счетчик 88 и увеличивает на единицу содержимое счетчика 89, вследствие чего в блоках 33 — 36 памяти подготавливается к выводу информация, относящаяся к очередной градуировочной площадке и т.д.Вторая группа выходов(п+2)„,(п+7) счетчика 89 соединена с управляющими входами блоков 83, 84, 72, 73, 87, 85, ?4 и 86, завершающих вычисление коэффициентов

1 i (В1 )р (Во ),. Импульсы напряжения на них начинают возбуждаться после того, как триггер 93 с помощью коммутатора 97 подключит выход элемента И 94 к суммирующему входу счетчика 89. Последовательность этих вычислений следующая.

Блок 83:

1 <

Пщ--Пт,П„= — Z (Р<срd)i - " 2сМ (18)

tt " а- ь= док. При последовательном возбуждении кЬмандных импульсов напряжения на его первых трех выходах блок 70 вычисляет граДУиРовочное Усилие (Р1ср,d)l по УРавнению (3). используя усредненные значения сигнала UIcp,d и условного нуля 01ф причем инфОРМаЦИЯ О ВЕЛИЧИНЕ СИГНаЛа 01ср,1 выводится каждый раз из памяти блока 33 по первому командному импульсу, поступающему в схему через элемент ИЛИ 96: (P1cp.d)I = (А1)1 (01срлЗ 01ф)+ (Ао)4 ("О)

Одновременно по первому командному импульсу блок 71 вычисляет разность сигнаIIoB U2cp,d и 1.2 :

Л U2cp d = 1-)2срА U2$ . (11)

При возбуждении командного импульса на 4-м выходе счетчика 88 блок 81 опредеЛяЕт ПрОИЗВЕдЕНИЕ ЧИСЕЛ (P lcp.d)l И Л U2cp.а а второй блок 82 умножения возводит кодовое значение сигнала в квадрат:

П81д = (P1cp.д)! Л U2cp.d (12)

ГЪ2д = 1Я ср. d. (13)

Пятый командный импульс запускает блоки 75 — 78, которые накапливают результаты предыдущих вычислений: и

ГЬ5 = g (P1cp.d)I; (14)

d=1

1682845

Блок 84;

Блок 72:

10 (20) Блок 73; (21) 20

Блок 87;

U2(ay (22) Блок 85:

Блок 74:

Блок 86: (ЗЗ) н и Лп „-- (Х цй„,l . (19) l i

Г 7й П 78 83 с .. ) сР.01 t ЙtP.d

tl <

И И

-„Z(pitId)

8с! и с I et

73= 78 84, "" Срс((сЕЬОВс>„ ), 2СР И сРА

В

< с в и /greed)ttvtifdl „Е(р е )tKt8t ed,).

1 И„ и

2 " «ed "h(Õ свeted) П„-(ь,), п„-(в,1, У 8u„p„, (23) de(в И

-П -П . > (P,() ф )7 .8(асср(Д gal

40.(8,),-- „П„.Цу(р„„„),-(в,), Z «. «1, (25) По заполнении счетчика 89 на его последнем выходе n+8 формируется импульсный сигнал, по которому схема устройства переключается в режим вычисления второй 50 пары коэффициентов (8> ) и (Вс ф При этом обнуляются регистры 80 блоков 75-78, возвращаются в исходное состояние триггеры 92, 93, счетчик 89 и коммутатор 97, кодовые значения коэффициентов (B>)l, (Во) записываются в регистры 122 и 123 блока

42 — импульсный сигнал на их управляющие входы поступает с синхронизирующего выхода блока 41 через открытый элемент И 56 блока 38, в счетчик 53 этого же блока запи.сывается вторая!, вследствие чего открываются элементы И 57, 61 и через шифратор

64 задействуются в работу блоки 34 и 35 памяти, Потенциальный сигнал с выхода II счетчика 53 через шифратор 65 поступает на управляющие входы коммутаторов 39 и 120.

Первый из них подключает к третьим входам блока 41 третьи выходы блока 31, а коммутатор 120 устанавливает на соответствующих входах элементов 118, 119 кодовые значения коэффициентов (А1)ц и (Ag)ll. Через интервал времени, равный настройке элемента 37 задержки и достаточный для выполнения всех указанных переключений схемы, на его выходе формируется второй запускающий импульс, по которому блок 41 начинает второй цикл обработки измерительной информации. Он производится в той же последовательности, что и первый, при этом субблоки 66 и 67 определяют средwe значения условных нулей, зафиксированные íà I-м выходе датчика 2 и на И-м выходе образцового динамометра 1, (26)

Блок 70 согласно уравнению (4) вычисЛЯЕт ГРаДУИРОВОЧНЫЕ УСИЛИЯ (Р1ср.d)ll ПО Да Нным, считанным с И-го выхода динамометра

1 и хранящимся в блоке 35 памяти: (P1cp.d) ll = (A 1) ll (Озср.d Озер.) + (Ao) ll, (27)

Блок 71 повторяет вычисление разности

U2cp.d сигналов U2cp.d и U2ó (cM соотношение 11). . °

Блоки 81, 75 и 76 производят вычисления Сучетом новых данных, поступающих на их входы из блока 70:

lied (р,рд\„в()the,d.l . (28) еэ da) в ((р„рd)ив0с,рd)> (30) а вычисления, выполняемые блоками 82, 77 и 78, аналогичны предыдущим, — соответственно соотношения (13), (1 6) и (17). Тогда

xt Pzs lire- es (Q) « аб

"ts "тв "es Е и

f(P«»),,8u„<--Д Е(Р,„»)„Z tu„».

«! d ° t . °

h в И (31)

:Е "А ВСрд -Я(- 4;рс) да|

h h

Лсс" (>i)tl tr (МдK Z в" сср > (32) в- в. и

l th" tt l es Z (р1tp.d)tt

d t

-(Il,) t .Е: a u,.ð,d э

d-

1682845 (Ь. ",--„ П„-- „(Е (Р„,А„-()",F.„p d) (35)

Градуировочные усилия определяются по уравнению(30). Разность измерительных сигналов, характеризующая величину усилия, воспринимаемого датчиком 2, равна ь ь U4cp.4 U4cp.4 04ф. (36)

Тогда

П ь (Р фрь) ь 0<<р»

Пмь ь «р.d )

»

1115 2. (Рсфср-d) g 1 ьи

Яiь i f(p q.pdl< Ь цs.pd) l 80) у. d <

1 rf1it (Pt 1 е рр7ь

h ь h ((р,, ь),ьЬ„р,ь) Е(Р„рЛ Е ь"4,рь (37) (38) (39) а < ъ и

X ьв,рь--„(Я ь1ь.,рь) ьс! ь пьь«(в,1„п„-(в,)»;К . «e,pd

"ьh й„-П„-ppes-Х (Р сp.d) >» ° $ (42) -(М „2 «i.p.ь i ь! (ь. -- и„-- ((Р„,)dil

-(в)*„K ьО„,.d J (43) (44) Полученные значения коэффициентов считываются в регистры 126 и 127.блока 42.

Вычисления, выполняемые в четвертом цикле, аналогичны предыдущему, но в нем используют градуировочные усилия, зафиксированные И-м выходом динамометра 1.

Искомые коэффициенты (В1 Q1 и (Во ),, равны:

Вычисленные значения коэффициентов считываются в регистры 124 и 125 блока 42.

Третий цикл обработки измерительной информации реализуется с учетом следующих особенностей.

После переключения счетчика 53 в положение Ш и открытия элемента И 62 в работу задействуются блоки 33 и 36 памяти, коммутаторы 39, t20 возвращаются в исходное состояние, а коммутатор 40 подключает четвертые выходы блока 31 к четвертым входам блока 41. Средние значения условных нулей равны:

Ц1 4 ср.о+01 4 ср. и+1

01(4)фи в

Z ((Р„„i„ь .„,ЯК(Р„„ „Z ×,»

» d: d t ь (В в

Q d Ui ep d и (= ь 0 «p d 1

d*1 (45) г »

{в.)»-- „j (P„pd)»-(â,jn+ P uÄ d), (46)

Они записываются в регистры 128 и 129 блока 42.

По окончании чвтвертого цикла счетчик

53 и управляемь1е ..им схемные элементы

15 возвращаются в исходное состояние, а на вход запуска блока 42 поступает импульсный сигнал, по которому его элементы 134137 вычисляют средние значения коэффициентов аппроксимации рабочих характе20 ристик (1), (2) датчика 2 и считывают их в блок 43 индикации: (В 1)1— (47)

25 (В,)i = (В 1)л— (48)

30 (Во) 1

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает одновременную градуировку всех преобразователей силы, входящих в схему измерения усилия, что в не35. сколько раз сокращает время, затрачиваемое на выполнение этой операции. Кроме того, в нем существенно повышена достоверность получаемых результатов, поскольку расчет коэффициентов аппроксимации

40 рабочих характеристик преобразователей силы производится по двум образцовым динамометрам, нагружаемым одинаковыми усилиями, Формула изобретения

1. Устройство для градуировки датчиков силы, содержащее установленные соосно в силозадающей машине образцовый и градуируемый датчики силы и возбудитель с блоком управления, первый и второй

50 аналого-цифровые преобразователи, подключенные через первый и второй усилители-преобразователи напряжения к первым выходам датчиков силы соответственно, блок управления градуировкой, формирова55 тель команд нагружения, выходами соеди,ненный с входами блока управления силовозбудителем, блок усреднения измерительной информации, первый и второй блоки умножения кодов, первые входы кото1682845 рых подключены к выходам первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, а их вторые входы соединен. с уставками коэффициентов усиления первого и второго усилителей-преобразователей напряжения, два блока памяти, блок обработки измерительной информации, блок индикации и элемент задержки, при этом выходы первого блока умножения кодов соединены с информационными входами блока управления градуировкой и с первыми информационными входами блока усреднения измерительной информации, вторые информационные входы которого подключены к выходам второго блока умножения кодов, а его первые и вторые выходы через блоки памяти соединены с первыми и вторыми информационными входами блока обработки измерительной информации соответственно. первый выход блока управления градуировкой соединен с входами управления блоков умножения кодов и с входом тактовых импульсов блока усреднения измерительной информации, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления градуировкой, а адресные входы блоков памяти соединены с третьими выходами блока управления градуировкой и с адресными выходами блока обработки измерительной информации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени градуировки и повышения достоверности получаемых при этом результатов, в него введены третий и четвертый блоки умножения кодов, два коммутатора, первый шифратор, блок усреднения градуировочных коэффициентов, третий и четвертый блоки памяти, третий и четвертый усилители-преобразователи напряжения, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи и блок управления обработкой измерительной информации, включающий счетчик импульсов, второй и третий шифраторы, две группы элементов

И, элемент ИЛИ и ключ, а датчики силы снабжены вторыми выходами, которые соединены с входами третьего и четвертого усилителей-преобразователей напряжения, причем входы управления третьего и четвертого блоков умножения кодов подключены к первому выходу блока управления градуировкой, синхронизирующий выход блока усреднения измерительной информации соединен с входом первого шифратора и с синхронизирующим входом блока управления градуировкой, адресные входы третьего и четвертого блоков памяти объединены с аналогичными входами первых двух блоков памяти, первые информационные входы коммутаторов подключены к первым и вто10

55 рым выходам блока усреднения измерительной информации, а их вторые информационные входы — к третьим и четвертым выходам этого блока и к информационным входам третьего и четвертою блоков памяти соответственно, выходы этих коммутаторов соединены с третьими и четвертыми информационными входами блока обработки измерительной информации, первые и вторые выходы которого подключены к соответствующим информационным входам блока усреднения градуировочных коэффициентов, а выходы третьего и четвертого блоков памяти соединены с первыми и вторыми информационными входами блока обработки измерительной информации соответственно, при этом первые входы одноименных элементов И первой и второй групп объединены между собой и подключены соответственно к выходам счетчика импульсов и входам элемента ИЛИ, а второй, третий и четвертый выходы этого счетчика соединены с входами третьего шифратора, выход элемента ИЛИ соединен с входом управления ключа и с входами чтения-записи блоков памяти, выход переполнения счетчика импульсов соединен со своим входом обнуления и с входом запуска блока усреднения градуировочных коэффициентов, входы записи которого подключены к выходам элементов И первой группы соответственно, одноименные выходы первого и второго шифраторов объединены между собой и подключены к входам управления соответствующих блоков памяти. вход запуска блока обработки измерительной информации подключен к выходу элемента задержки, а синхронизирующий выход этого блока соединен с вторыми входами элементов И первой группы и через ключ — с суммирующим входом счетчика импульсов, с четвертым выходом блока управления градуировкой и с входом элемента задержки, выход управления чтением блока обработки измерительной информации соединен с вторыми входами элементов И второй группы, выходами подключенные к входам второго шифратора, а выходы третьего шифратора соединены соотвегственно с управляющими входами коммутаторов и блока обработки измерительной информации, при этом выходы третьего и четвертого блоков умножения кодов подключены соответственно к третьим и четвертым информационным входам блока ускорения измерительной информации, а выходы третьего и четвертого усилителей-преобразователей напряжения через третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи подключены к первым входам третьего и четвертого блоков умно1682845 жения кодов, вторые информационные входы которых соединены с уставками коэффициентов усиления третьего и четвертого усилителей-преобразователей соответственно, а блок усреднения градуировочных коэффициентов соединен с блоком индикации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок усреднения градуировочных коэффициентов содержит две группы регистров, четыре сумматора кодов и четыре умножител я н а коэффициент 0,5, п ри этом входы регистров первой группы обьединены на первых информационных входах блока, а их выходы подключены к входам первого и второго сумматоров кодов соответственно, входы регистров второй группы

5 обьединены на вторых информационных входах блока, а их выходы подключены к входам третьего и четвертого сумматоров кодов, входы перезаписи регистроь соединены с адресными входами блока, выходы

10 сумматоров кодов через умножители на коэффициент 0,5 подключены к соответствующим выходам блока, а управляющие входы этих умножителей обьединены на входе запуска блока.

1682845

1682845

1682845

Составитель Н.Вовчук

Техред M.Mñðãåíòàë

Корректор Э.Лончакова

Редактор С.Пекарь

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

Заказ 3405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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