Устройство для измерения поверхностных деформаций

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение производительности и информативности . В процессе сканирования магнитных головок 23 и 14 группы носителей 20 исследуемой (Н.И.) и эталонного объектов (Н.Э.) с обмоток МГ 23 и на входы импульсного усилителя 35 поступают последовательность импульсных ЭДС. В зависи15 1720 НУ 23 5 15 мости от интенсивности и характера (знака) деформации частота импульсных ЭДС, поступающих на вход ИУ 35, изменяется, а частота импульсных ЭДС, поступающих с обмотки МГ 14, сохраняется постоянной, равной частоте записи магнитных меток на НЭ, когда на НИ и Н.Э. синхронно наносились серии меток. В соответствии с различием частот импульсов с выходов триггеров 36 на узлы линейных интеграторов 37 поступают меандры, период каждого из которых отвечает деформированному состоянию соответствующих участков 19 объектов. После сравнения сигналов, поступающих с PC-ячеек 46, 47, и сигналов, поступающих с общих PC-ячеек 58, 59, на входы Т-образных ПУС поступает группа сигналов постоянного тока , уровни которых соответствуют .збсолютным значениям локальных деформаций на различных участках объекта, а полярность сигналов - знаку локальных деформаций. 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01N 27/82

ГОСУДА P СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 4 4

17

18

f0

6 (21) 4760134/28 (22) 18.11.89 (46) 23.10.92, Бюл, ¹ 39 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) Б.П.Фридман (56) Авторское свидетельство СССР

N 1251674, кл. G 01 N 27/82, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1516942, кл. G 01 N 27/82, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение производительности и информативности. В процессе сканирования магнитных головок 23 и 14 группы носителей 20 исследуемой (Н.И,) и эталонного объектов (Н,Э,) с обмоток МГ 23 и на входы импульсного усилителя 35 поступают последовательность импульсных ЭДС. В зависи18 17Ы 7/ЮЛУ 5 15

„„Ы2„„177О884 А1 мости от интенсивности и характера (знака) деформации частота импульсных ЭДС, поступающих на вход ИУ 35, изменяется, а частота импульсных ЭДС, поступающих с обмотки МГ 14, сохраняется постоянной, равной частоте записи магнитных меток на

НЭ, когда на НИ и Н.Э. синхронно наносились серии меток. В соответствии с различием частот импульсов с выходов триггеров 36 на узлы линейных интеграторов 37 поступают меандры, период каждого из которых отвечает деформированному состоянию соответствующих участков 19 обьектс а. После сравнения сигналов, поступающих с PC-ячеек 46, 47, и сигналов, поступающих с общих

P C-ячеек 58, 59, на входы Т-образных ПУС поступает группа сигналов постоянного тока, уровни которых соответствуют абсолютным значениям локальных деформаций на различных участках обьекта. а полярчпсть сигналов — знаку локальных деформаций.

3 ил.

1770884

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для нераэрушающего контроля деформаций у сложно нагруженных объектов.

Известно устройство для осуществления способа контроля поверхностных деформаций, которое содержит опору для установки на поверхность контролируемого объекта, закрепленные на опоре две параллельные направляющие, каретку с измерительным преобразователем, установленную с возможностью перемещения по направляющим, и привод каретки, причем опора выполнена с двумя стойками, между которыми закреплены направляющие, одна стойка выполнена с пневматическим фиксатором, вторая стойка — с антифрикционным опорным наконечником, каретка выполнена из диамагнитного материала, а преобразователь представляет собой двухканальную магнитную головку.

Недостатки этого устройства состоят в его сложности и малой надежности, — что связано с необходимостью формирования в варьируемом диапазоне частот строго равнобедренных с линейными фронтами кратковременных опорных импульсов вертикального отклонения луча электроннолучевого индикатора, длительность которых соизмерима с длительностью считываемых с эталонно о носителя спусковых сигналов, Последнее обстоятельство влечет за собой нестабильность моментов возникновения формируемых треугольных вертикально отклоняющих импульсных сигналов и их двустороннюю временную девиацию относительно считываемых с эталонного носителя спусковых импульсов, что существенно снижает разрешающую способность проводимых измерений.

К существенным недостаткам указанного известного устройства необходимо также отнести искажающее влияние на результаты измерений механической вибрации системы опор и направляющих подвижной каретки с магнитными головками вследствие собственных вибраций сервомотора привода каретки. Наличие сервомотора в непосредственной близости от магнитной сканирующей системы, закрепляемой на исследуемом объекте, снижает помехозащищенность чувствительных первично преобразующих цепей известного устройства.

Кроме того, присутствие на основной опоре сканирующего узла известного устройства приводного мотора с редуктором. торцевым кулачком и микрометрической парой усиливает искажающее влияние всей сканирующей системы как на сам исследуе5

50 мый объект, так и на подлежащий контролю деформационный процесс, Наиболее близким к заявляемому объекту по максимальной совокупности сходных структурных признаков и техническим возможностям является устройство для осуществления способа контроля поверхностных деформаций, являющееся прототипом заявляемого объекта, Оно содержит узел сканирования магнитного носителя эталонного объекта, состоящий из опоры для установки на сканируемой поверхности и направляющих с подвижной вдоль них кареткой и магнитной головкой, электронный блок контроля и возвратно-поступательный привод, узлы сканирования магнитных носителей контролируемого объекта, число которых равно числу контролируемых направлений, выполненных аналогично узлу сканирования магнитного носителя эталонного объекта, N гибких штоков, возвратно-поступательный привод выполнен в виде подпружиненного толкателя с линейными направляющими и контактора, узел сканирования эталонного объекта выполнен со второй магнитной головкой, установленной на подвижной каретке параллельно первой головке и с возможностью продольного смещения относительно нее, а гибкие штоки присоединены одними концами к подвижным кареткам узлов сканирования носителей контролируемого и эталонного обыята, а их другие концы соединены с подпружиненным толкателем возвратно-поступател ьного привода.

Электронный блок контроля устройства-прототипа содержит соединен ныг последовательно формирователь "временных ворот", вход которого подключен к контактору возвратно-поступательного привода, а выход — к управляемому ключевому каскаду, генератор стирающего напряжения, трехканальный трехпозиционный переключатель, контакты третьей позиции которого объединены и подключены к генератору стирающего напряжения, а выходные (подзижные) контакты соединены соответственно с магнитными головками узлов сканирования эталонного и контролируемого объектов, соединенные последовательно формирователь импульсов подсчета и электроннолучевой индикатор, генератор горизонтальной временной развертки, подключенный к электроннолучевому индикатору, соединенные последовательно стабилизированныйй генератор гармонических сигналов и усилитель-ограничител., выход которого подключен к управляемому ключевому каскаду, соединенные последователь1770884

10

30

50

55 но дифференцирующий усилитель, подключенный к выходу управляемого ключевого каскада, первую диодную селектирующую ветвь, импульсный усилитель и второй усилитель-ограничитель, выход которого соединен с контактом второй позиции первого канала трехканального трехпозционного переключателя, соединенные последовательно вторую диодную селектирующую ветвь, подключенную к выходу дифферен цирующего усилителя противофазно первой, усилитель-инвертор и третий усилитель-ограничитель, выход которого подключен к объединенным контактам второй позиции второго и третьего каналов трехканального трехпозиционного переключателя, соединенные последовательно импульсный усилитель, вход которого подключен к контакту первой позиции первого канала трехканального трехпозционного переключателя, генератор ждущей вертикальной развертки, выход которого подключен к электроннолучевому индикатору, и схему "ИЛИ", включенную между контактами первой позиции второго и третьего каналов трехканального трехпозиционного переключателя и входом формирователя импульсов подсветки, Электронный блок контроля устройства-прототипа снабжен также дополнительными секциями трехканального трехпозиционного переключателя, число которых на единицу меньше числа узлов сканирования контролируемого объекта, выходные контакты которых подключены соответственно к магнитным головкам узлов сканирования контролируемого объекта, контакты второй и третьей позиции соответственно объединены и подключены к соответствующим контактам второго канала трехканального трехпозиционного перекл ючателя, соединен н ы ми последовательно кольцевым переключателем, подключенным к контактору. группой ключевых узлов, вторь:е входы которых соединены с контактами первой позиции основной и дополнительных секций трехканального трехпозиционного переключателя, второй схемой "ИЛИ", выход которой подключен к первому входу первой схемы "ИЛИ", и генератором ступенчатого напряжения, включенным между выходом кольцевого переключателя и входом вертикального отклонения электроннолучевого индикатора.

Существенные ограничения и недостатки этого устройства заключаются как в значительной трудоемкости и утомительности проводимых с его помощью измерений, связанных с необходимостью напряженного визуального со оставительного контроля оператором группы воспроизводимых наэкране осциллографа изменяющихся индикаторных диаграмм, так и в неспособности известного устройства-прототипа осуществлять автономный следящий контроль и непрерывную параллельную регистрация с четким разделением каналов взаимно независимых изменений группы одновременно контролируемых параметров.

Цель данного изобретения в укаэанной связи состоит в повышении производительности и информативности измерения поверхностных деформаций.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство, содержащее узел сканирования магнитного носителя эталонного объекта и N идентичных узлов сканирования магнитных носителей исследуемого объекта, каждый из которых составлен опорой для установки на сканируемой поверхности, направляющими с подвижной кареткой и прикрепленной к ней магнитной головкой N+1 гибких штоков, трехпозиционный переключатель, генератор стирающего напряжения, возвратно-поступательный привод, включающий электромеханический двигатель, контактор и толкатель, соединенный гибкими штоками с подвижными каретками узлов сканирования магнитных носителей исследуемого и эталонного объектов, обмотки магнитных головок которых связаны с подвижными контактными элементами группы из N+1 секций трехпозиционного переключателя, неподвижные контактные элементы первой позиции которого соединены с выходом генератора стирающего напряжения, управляемый ключевой каскад, соединенный через формирователь временных ворот с контактором возвратно-поступательного привода, — ук .занное устройство снабжено генератором кратковременных импульсов. импульсным усилителем мощности. многоканальным самописцем-регистратором, N+1 импульсными усилителями, N+1 симметричными триггерами, N+1 линейными интеграторами, N+1 парафазными усилителями и N T-образными потенциометрическими узлами сравнения, емкостными элементами связи и накопления, диодными цепями привязки уровня и двухполупериодного детектирования, выход генератора кратковременных импульсов соединен с функциональным входом управляемого ключевого каскада, к выходу которого через импульсныи усилитель мощности присодинены неподвижные контактные элементы второй позиции группы из N+1 секций трехпозиционно о переключателя. неподвижные контактные элементы третьей позиции всех секций ко1770884 торого соединены с группой из N+1 идентичных преобр зовательно-формирующих цепей, соответствующих N узлам сканирования магнитных носителей исследуемого объекта и узлу сканирования магнитного носителя эталонного объекта, а каждая из указанной группы преобразовательноформирующих цепей составлена импульсным усилителем, выход которого соединен по бинарной схеме связи с входами симметричного триггера, соединенного одним из выходов через линейный интегратор со входом парафазного усилителя, выходы которого емкостно связаны со средними точками пара запараллеленных диодных делителей, составленных каждый двумя последовательноо-согласно вкл ючен ными диодными ветвями, одна общая точка каждой из упомянутых пар запараллеленных диодных делителей предназначена для связи с "землей", а другая, потенциальная, общая точка каждой из указанных пар диодных делителей нагружена отдельной

RC-ячейкой, а полярность подключения к указанной параллельной RC-ячейке потенциальной общей точки пары диодных делителей, связанных с парафазным усилителем, входящим в преобразовательно-формирую цую цепь узла сканирования магнитного носителя эталонного объекта, противоположна полярности подключения каждой из N RC-ячеек к потенциальной общей точке одной из N пар запараллеленных диодн ых делителей, связан н ых с парафазными усилителями, входящими в преобразовательно-формирующие цепи N узлов сканирования магнитных носителей исследуемого объекта, к параллельным RC-ячейкам, связанным с преобразовательно-формирующими цепями N узлов сканирования магнитных носителей исследуемого объекта, раздельно подключены первые входы N Т-образных потенциометрических узлов сравнения, вторые входы которых запараллелены и совместно подключены к RC-ячейке, связанной с парафазным усилителем преобразовательно-формирующей цепи узла сканирования магнитного носителя эталонного объекта, а выходы каждого из N

Т-образ н ых потен циометрических узлов сравнения, образованные подвижными контактами входящих в эти узлы потенциометров, соединены с соответствующими входами многоканального самописца-регистратора, информационные входы которого предназначены для соединения с ЭВМ, На фиг, 1 представлена функциональная схема электромеханической части заявляемого устройства; на фиг. 2 приведена

55 схема электронного блока этого устройства для обработки сигналов, на фиг. 3 изображены эпюры рабочих напряжений электронного блока.

Устройство содержит возвратно-поступательный привод 1, составленный электромеханическим двигателем 2, контактором 3 и толкателем 4, который соединен с концами группы гибких штоков 5, Устройство содержит также узел 6 сканирования магнитного носителя эталонного объекта и группу из N узлов 7 сканирования магнитных носителей исследуемого объекта — по числу контролируемых направлений (N).

Узел 6 сканирования магнитного носителя эталонного объекта содержит стойки 8 и 9, жестко связанные с эталонным объектом — недеформируемой диамагнитной пластиной 10, на поверхности которой закреплен пленочный магнитный носитель

11, Между стойками 8, 9 укреплена пара направляющих стержней 12, несущих подвижную каретку 13 с магнитной головкой

14, Каждый из идентичных узлов 7 сканирования исследуемого объекта, образующих группу, соответствующую числу N контролируемых направлений, содержит стойку 15 с пневматическим фиксатором 16 и стойку 17 с антифрикционным наконечником 18.

Стойка 15 с помощью пневмофиксатора

16 жестко устанавливается на поверхности контролируемого изделия, к исследуемому участку 19 которого крепится магнитный пленочный носитель 20, Между стойками 15 и 17 закреплена пара направляющих стержней 21, на которые посажена с возможностью продольного перемещения каретка 22, к которой присоединена универсальная магнитная головка 23, предназначенная для сканирования пленочного носителя 20.

Тол кател ь 4 возвратно-поступа тел ьного привода 1 соединен с первыми концами группы гибких штоков 5, вторые концы которых раздельно прикреплены как к подвижным кареткам 22 узлов 7 сканирования носителей исследуемого объекта, так и к подвижной каретке 13 узла 6 сканирования магнитного носителя эталонного объекта, Как видно из фиг,2, электронный блок описываемого устройства содержит генератор 24 периодических кратковременных импульсов, выход которого соединен с функциональным входом управляемого ключевого каскада 25. манипуляторный вход которого через формирователь 26 "временных ворот" связан с контактором 3 возвратно-поступательного привода 1. Выход управляемого ключевого каскада 25 через импульсный усилитель 27 мощности парал1770884

55 лельно соединен со средними неподвижными контактами группы секций 28, 29, 30, 31, 32 переключателя рода работы 33, подвижные (коммутирующие) контактные элементы которого раздельно соединены как с обмоткой универсальной магнитной головки 14, входящей в узел 6 сканирования магнитного носителя эталонного объекта, так и с обмотками магнитных головок 23, входящих в идентичные узлы 7 сканирования носителей

20 на исследуемом объекте 19.

Правые по схеме фиг. 2 неподвижные контакты секций 28-32 переключателя 33 рода работы параллельно подключены к выходу генератора 34 стирающего напряжения, в то время как левые по схеме неподвижные контакты секций 28-32 переключателя 33 раздельно соединены с группой идентичных формирующих цепей, каждая из которых составлена последовательно включенными импульсным усилителем 35, симметричным триггером 36, линейным интегратором 36, линейным интегратором 37 и парафазным усилителем 38, В каждой из указанных формирующих цепей вход триггера 36 соединен с выходом импульсного усилителя 35 через емкостный элемент 39 по бинарной схеме связи, в то время как с линейным интегратором 37 соединен только один из выходов триггера 36.

Выходы каждого из парафазных усилителей 38, входящих в формирующие цепи

35-38, связанные через секции 28, 29, 30, 31 переключателя ЗЗ с магнитными головками

23 группы узлов 7 сканирования исследуемого объекта, емкостями 40 и 41 связаны со средними точками двух параллельно включенных диодных делителей, составленных согласно включенными диодными ветвями

42, 43 и 44, 45.

Одна общая точка каждой из упомянутых пар диодных делителей — 42, 43 и 44, 45 заземлена". а другая общая точка— соединена как с параллельной RC-ячейкой

46, 47, так и с одним (левым по схеме) из симметричных входов соответствующего

Т-образного потенциометрического узла сравнения, образованного резистивными элементами 48, 49 и потенциометром 50, подвижный контакт которого раздельно связан с одним из входов многоканального самописца 51, другие канальные входы которого раздельно подключены к выходам

Т-образных поте н циам етрических узлов (48, 49, 50) сравнения, отвечающих преобразовательным каналам остальных узлов 7 сканирования исследуемого объекта.

Выходы правого по схеме (фиг,2) парафазного усилителя 38, входящего в формирующую цепь 35-38, связанную через секцию 32 переключателя 33 с универсальной магнитной головкой 14 узла 6 сканирования магнитного носителя эталонного объекта, емкостями 52, 53 связаны со средними точками двух запараллеленных делителей, составленных согласно включенными парами диодов — 54, 55 и 56, 57. Одна общая точка запараллеленных диодных делителей

54, 55 и 56, 57 "заземлена", в то время как вторая общая точка этих делителей нагружена RC-звеном 58, 59 и параллельно соединена со вторыми (правыми по схеме фиг. 2) входами группы T-образных потенциометрических узлов сравнения (составленных элементами 48, 49, 50), первые входы которых раздельно соединены с выходными ячейками 46, 47, принадлежащими группе преобразовательных каналов, связь ваемых секциями 28-31 переключателя 33 с магнитными головками 23 узлов 7 сканирования исследуемого объекта, Как видно из схемы электронного блока по фиг, 2, полярностью подключения потенциальной общей точки запараллеленных диодных делителей 54, 55 и 56, 57 к выходному

RC-звену 58, 59 в преобразовательном канале, связанном с головкой 14 узла 6 сканирования носителя эталонного объекта, противоположна полярности подключения потенциальной общей точки запараллеленных диодных делителей 42, 43 и 44. 45 к

RC-ячейками 46, 47 в преобразовательных каналах, связанных со всеми узлами 7 сканирования исследуемого объекта, — что обусловливает питание резистивных делителей 48, 49, 50 узлов сравнения раэнополярными потенциалами и выдачу с подвижных контактов потенциометга 50 на раздельные входы многоканального самописца 51 разностных сигналов постоянного тока, уровень и полярность каждого из которых соответствует величине и знаку деформации исследуемого объекта на каждом из его параллельно контролируемых участков (направлений).

Устройство функционирует следующим образом, Предварительно на контролируемом объекте к поверхности подлежащих исследованию участков 19 в направлении ожидаемых деформаций прикрепляются магнитные носители 20 и узлы 7 сканирования, которые с помощью пневмофиксаторов

16 устанавливаются таким образом, чтобы возвратно-поступательное перемещение подвижных кареток 22 с магнитными голо1770884

55 вками 23 осуществлялось вдоль носителей

20.

Перед проведением измерений подвижные контакты секций 28, 29, 30, 31, 32 переключателя 33 рода работы устанавливают в среднее по схеме положение и включают электромеханический двигатель 2 возвратно-поступательного привода 1, При этом толкатель 4 с помощью гибких штоков 5 приводит все подвижные каретки

22 группы узлов 7 сканирования в линейное возвратно-поступательное перемещение вдоль направляющих 21.

Одновременно с этим толкатель 4 привода 1 приводит в движение подвижную каретку 13 узла 6 сканирования магнитного носителя 11 эталонного объекта — недеформируемой жесткой пластины 10. Каретка 13 совершает при этом возвратно-поступательное перемещение вдоль пары направляющих стержней 12, закрепленных между опорами 8 и 9, прикрепленными к эталонной пластине,10 с магнитным носителем 11.

Возвратно-поступательное перемещение каретки 13 узла 6 сканирования магнитного носителя 11 эталонного объекта происходит строго синхронно с возвратнопоступательным перемещением подвижных кареток 22 вдоль направляющих стержней

21 в группе узлов 7 сканирования исследуемого объекта, Этим обеспечивается синфазность сканирования магнитной головкой 14 магнитного носителя 11 эталонной пластины 10, а также параллельного этому сканирования группы магнитных носителей 20, прикрепленных в различных направлениях к исследуемому объекту, магнитными головками

23, входящими в группу узлов 7 сканирования исследуемого объекта, При установлении переключателя 33 рода работы в среднее по схеме положение после первого же замыкания пружинящих пластин контактора 3 лланкой толкателя 4 электромеханического привода 1 с точки К (фиг,1) на манипуляторный вход К формирователя 26 "временных ворот" (фиг.2) поступает спусковой импульс. Генерируемый при этом узлом 26 единичный П-образный сигнал, поступающий с выхода узла 26 на манипуляторный вход управляемого ключевого каскада 25, открывает ключевой каскад 25 на время, соответствующее интервалу между двумя смежными замыканиями контактов 3, Открываемый на время действия единичного П-образного сигнала управляемый ключевой каскад 25 пропускает через себя группу ("пучок") кратковременных импульсов, поступающих с выхода

40 генератора 24 периодических импульсов на вход импульсного усилителя 27 мощности.

С выхода узла 27 усиленная по мощности группа кратковременных импульсов, выделенных управляемым ключевым каскадом

25, через замкнутые средние контакты секций 28, 29, 30, 31, 32 переключателя 33 рода работы поступает параллельно как на магнитные головки 23, прикрепленные к подвижным кареткам 22 группы узлов 7 сканирования магнитных носителей 20 исследуемого объекта 19, так на магнитную головку 14, жестко связанную с подвижной кареткой 13 узла 6 сканирования магнитного носителя 11 эталонного объекта 10.

3а время воздействия на манипуляторный вход управляемого ключевого каскада

25 отпирающего П-образного сигнала, поступающего с выхода формирователя 26

"временных ворот", на магнитные носители

20, прикрепленные к различным участкам 19 исследуемого объекта. и на магнитный носитель 11, прикрепленный к поверхности эталонной пластины 10, синхронно наносятся группы равноинтервально разнесенных магнитных меток, Описанный процесс предварительного нанесения на магнитные носители 20 исследуемого объекта и на магнитный носитель

11 эталонной пластины 10 группы равноинтервальных меток производится при свободном, ненагруженном состоянии исследуемого объекта, до приложения к нему внешних деформирующих усилий, После нанесения на носителе 11 и 20 магнитных меток переключатель 33 рода работы переводят в левое (показанное íà схеме по фиг. 2) положение, а к исследуемому объекту 19 прикладывают испытывающую нагрузку — систему деформирующих сил, В процессе воздействия на исследуемый объект указанной нагрузки отдельные участки 19 этого объекта получают -- в зависимости от расположения контролируемых участков — различные деформации не только по величине, но и по знаку.

Так, например, если на одном участке

19 исследуемого объекта. сканируемом крайней левой по схеме фиг. 2 магнитной головкой 23, связанной с секцией 28 переключателя 33 рода работы, имеет место деформация растяжения, при которой дистанция между ранее нанесенными магнитными метками возрастает по сраэнению с исходным интервалом между этими метками при ненагруженном объекте, то на другом участке 19 исследуемого объекта, сканируемом магнитной головкой 23. связанной с секцией 31 переключателя 33 рода работы, имеет место деформация сжатия

13

14

1770884 (отрицательная деформация), при которой дистанция межр смежными магнитными метками уменьшается по сравнению с исходными интервалами между смежными метками при ненагружен нам объекте.

Что же касается меток на магнитном носителе 11 эталонной пластины 10, то независимо от изменения дистанций между метками на магнитных носителях 20, расположенных на различных участках 19 исследуемого объекта, в процессе проводимых испытаний расстояние между смежными метками у магнитного носителя 11 остается постоянным, независящим от деформационного состояния исследуемого объекта, Для производства измерений и регистрации деформаций исследуемого объекта в процессе приложения к нему внешних сил переключатель 33 рода работы переводят из среднего положения, при котором он находится при нанесении на магнитные носители 11 и 20 равноинтервальных меток, в левое положение (показанное на схеме).

При этом к обмоткам группы магнитных головок 23, связанных с каретками 22 узлов

7 сканирования магнитных носителей 20 исследуемого объекта, и к обмотке магнитной головки 14, входящей в узел б сканирования магнитного носителя 11 на эталонной пластине 10, через секции 28, 29, 30, 31 и 32 переключателя 33 рода работы подключается группа идентичных по структуре преобразовательно-формирующих цепей, составленных каждая последовательно включенными импульсным усилителем 35, симметричным триггером 36, линейным интегратором 37 и парафазным усилителем 38.

Приведенные на фиг, 3 диаграммы представляют собой эпюры напряжений сигналов, формируемых на различных участках схемы электронного блока устройства по фиг. 2, причем диаграммы и точки их снятия на фиг. 2 и 3 обозначены одинаковыми буквенно-цифровыми индексами.

В процессе синхронного сканирования магнитными головками 23 группы носителей 20, расположенных на различных участках i9 исследуемого объекта. а также параллельного сканирования магнитной головкой 14 носителя 11 эталонного объекта

10, на входе А, импульсного усилителя 35, входящего в преобразовательно-формирующую цепь 35, 36, 37. 38, связанную через секцию 32 переключателя 33 с магнитной головкой 14 узла 6 сканирования носителя

11 эталонного объекта 10, формируется последовательность кратковременных импульсов, изображенная на фиг. 3 диаграммой АО. в то время как на выходе А1 импульсного усилителя 35. связанного через секцию 28 переключателя 33 с крайней левой по фиг. 2 магнитной головкой 23, сканирующей участок 19 исследуемого объекта, подверженный деформации растяжения, формируется последовательность импульсов А1(фиг, 3), временная дистанция между которыми превышает временной интервал между соседними импульсами диаграммы

Ао

Соответственно на выходе А> импульсного усилителя 35, связанного с секцией 31 переключателя 33 рода работы, ввиду сканирования связанной с секцией 31 магнитной головкой 23 участка (19) исследуемого период следования которых меньше временного интервала между смежными импульсами на эпюре АО, отвечающей сканированию магнитной головкой 14 носи20 теля 11 эталонного объекта 10.

В соответствии с этим на выходах триггеров 36, запускаемых по бинарной схеме связи импульсными последовательностями

А и Ап, формируются симметричные прямоугольные сигналы (меандры) В1 и В„, периоды повторения которых соответственно больше и меньше периода повторения меандра Во, формируемого на выходе триггера

36, запускаемого импульсной последовательностью АО.

В результате воздействия меандров

ВО, В1 и Вп на входы соответствующих линейных интеграторов 37 в преобразо35 вательно-формирующих цепях 35, 36, 38, 37, отвечающих узлам 6 и 7 сканирования эталонного и исследуемого объектов, на выходах соответствующих линейных интеграторов 37 формируются симметрич40 ные треугольные сигналы СО, Ci и Сл, высоты (уровни) которых строго пропорциональны периодам повторения соответственно меандров В, В1 и В .

Симметричные треугольные си.налы Со, С1 и Сп после прохождения через парафазные усилители 38 преобразуются в пары противополярных сигналов, пропорциональных по амплитуде исходным сигналам

Со, С1иС .

При этом с парных выходов усилителей

38, получающих на свои входы сигналы С1 и

Сл, на две пары диодных делителей состав45

50 ленных соответственно элементами 42, 43 и

44, 45, воздействуют через емкости 40, 41 две пары противофазных сигналов. пропорциональных по уровню соответственно исходным сигналам С1 и Сп. Поскольку

55 диодные ветви 42 и 44 выполняют для выходных сигналов парафазных усилителей 38

15 объекта, где последний подвержен деформации сжатия, формируется последовательность импульсов (эпюра Ап на фиг. 3), 1770884

15

25

55 жение Е1 и Е,, представляющие собой ре- санным выше. роль фиксирующих элементов, осуществляющих "привязку" выходных сигналов к нулевому уровню, в то время как диодные ветви

43 и 45 образуют схемы двухполупериодных детекторов, нагруженных RC-ячейками 46, 47, тО ТОЧКИ D1 И Dn ОПИСЫВаЕМОГО УСтРОйСтва в процессе проводимых измерений приобретают отрицательные потенциалы, соответственно обозначенные на диаграммах по фиг. 3 эпюрами напряжений От и Dn.

С симметричных выходов правого по схеме парафазного усилителя 38, получающего на свой вход треугольные сигналы С,, усиленная пара взаимно противофазых треугольных сигналов через конденсаторы 52 и

53 поступает на средние точки двух запараллеленных диодных делителей, составленных диодными ветвями 54, 55 и 56, 57. Пара диодов 55, 57 служит для фиксации п ротивофазных выходных сигналов усилителя 38 с

"привязкой" отрицательных вершин этих сигналов к нулевому потенциалу, э диодные ветви 54, 56 образуют схему двухполупериодного детектора, нагруженного RC-ячейкой 58, 59.

Точка Dp устройства, в отличие от точек

D1 Dn, в процессе проведения измерений сохраняет положительный относительно

"земли" потенциал, уровень которого пропорционален высоте треугольных импульсов Со.

На Т-образных потенциометрических узлах, составленных постоянными резисторами 48, 49 и включенными между ними потенциометрами 50, осуществляется сравнение постоянного потенциала Dp, поступающего с RC-ячейки 58, 59 на запараллеленные, правые по схеме входы Т-образных узлов 48, 49, 50, и выпрямленных напряжений О,...,Dn, поступающих с группой RC-ячеек 46, 47 на раздельные, левые по схеме входы группы Т-образных узлов сравнения 48, 49, 50, С подвижных контактов потенциометров 50, образующих раздельные выходы группы Т-образных узлов сравнения, составленных элементами 48, 49, 50, на входы многоканального самописца-регистратора

51 параллельно поступают сигналы постоянного тока Е1.....En, представляющие собой алгебраические суммы напряжений

Dт,...,Dn — с одной стороны, а с другой— потенциалы Dp, поступающего с выходной

RC-ячейки 59, 59 преобразовательно-формирующей цепи 35, 36, 37, 38, связанной с магнитной головкой 14 узла 6 сканирования носителя 11 эталонного объекта (пластины

10).

Как видно из диаграмм по фиг. 3, напрязультаты алгебраического сложения общего потенциала Оо соответственно с напряжениями D> и Dn, в зависимости от характера локальных деформаций, протекающих на соответствующих участках 19 исследуемого объекта, и в зависимости от знака этих деформаций могут иметь не только различные абсолютные значе ия, но и различные поля рности.

При этом многоканальный самописец

51 осуществляет следящую параллельную регистрацию текущих значений локальных деформаций, одновременно протекающих на различных участках исследуемого объекта или системы из группы контролируемых объектов, обеспечивая графическую фиксацию процесса динамического изменения локальных деформаций с учетом их величины и знака.

В случае, если необходимо изменить плотность первично наносимых меток на магнйтные носители 20 исследуемого объекта и на магнитный носитель 11 э алонной пластины 10, — переключатель 33 рода работы переводят в правое по схеме положение и при ненагруженном состоянии исследуемого объекта осуществляют удален пе ранее нанесенных на указанные магнитные носители меток за счет подачи на обмотки сканирующих магнитных головок 14 и 23 сигнала с выхода генератора 34 стирающего напряжения.

Последующую запись новых меток на очищенных магнитных носителях 11 и 20 эталонного и исследуемого обьектов осуществляют до приложения к контролируемому объекту внешних усилий аналогично описанному выше с тем лишь отличием, что частоту генератора 24 кратковременных импульсов устанавливают в соотвегствии с вновь требуемой плотностью нанесения магнитных меток.

Что касается входящих в Т-образные узлы сравнения потенциометров 50, то их первичная установка в рабочее положение производится при левом (показанном на схеме фиг.2) положении переключателя 33 до подачи на исследуемый объект нагружающих усилий. когда в процессе сканирования магнитными головками 4 и 23 носителей 11 и 20 подвижный контакт каждого из потенциометров 50 перемещают до получения на соответствующем вх:де многоканального самописца 51 нулевого напряжения, после чего к исследуемому объекту прикладывают испытательную на рузку и проводят измерения в соответствии с опи18

1770884

При необходимости параллельной регистрации характера изменения локальных деформаций исследуемого объекта в дискретно-цифровой форме параллельно с входными клеммами самописца 51 к устройству приключают соответствующие входы ЭВМ, Формула изобретения

Устройство для измерения поверхностных деформаций, содержащее узел сканирования магнитного носителя эталонного объекта и N идентичных узлов сканирования магнитных носителей исследуемого объекта, каждый из которых составлен опорой для установки на сканируемой поверхности. направляющими с подвижной кареткой и прикрепленной к ней магнитной головкой, N+1 гибких штоков. трехпозиционный переключатель, генератор стирающего напряжения, возвратно-поступательный привод, включающий электромеханический двигатель, контактор и толкатель. соединенный гибкими штоками с подвижными каретками узлов сканирования магнитных носителей исследуемого и эталонного объектов. обмотки магнитных головок которых связаны с подвижными контактными элементами группы из N+1 секций трехпозиционного переключателя, неподвижные контактные элементы первой позиции которого соединены с выходом генератора стирающего напряжения, управляемый ключевой каскад, соединенный через формировагель временных ворот с контактором возвратно-поступательного привода, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения производительности и информативности, оно снабжено генератором кратковременных импульсов, импульсным усилителем мощности. многоканальным самописцем-регистратором. N+1 импульсными усилителями. N+1 симметричными триггерами. N- 1 линейными интеграторами. N+1 парафазными усилителями и N Т-образными потенциометрическими узлами сравнения. емкостными элементами связи и накопления. диодными цепями привязки уровня и двухполупериодного детектирования, выход генератора кратковременных импульсов соединен с фукнциональныM входом управляемого ключевого каскада. к выходу которого через импул ьсныи усилитель мощности присоединены неподвижные контактные элементы второй позиции группы из N-1 секций трехпозиционного переключателя. неподвижные контактные элементы третьей позиции всех секций которого соединены с группой из N+1 идентичных преосразовательно-формирующих цепей. соответствующих N узлам сканирования магнитных носителей исследуемого объекта и узлу ска5 нирования магнитного носителя эталонного объекта. а каждая из указанной группы преобразовательно-формирующих цепей составлена импульсным усилителем. выход которого соединен по бинарной схеме связи

10 с входами симметричного триггера. соединенного одним из выходов через линейный интегратор с входом парафазного усилителя. выходы которого емкостно связаны со средними точками пары запареллеленных

15 диодных делителей. составленных каждый двумя последовательно cotilBcl- включенными диодными ветвями, одна общая точка каждой из упомянутых пар апараллеленных диодчых делителей предназначе20 на для связи с землей. а другая потенциальная. общая точка каждой из указанных пар диодных делителей нагружена отдельной RC-ячейкой, а полярнссть подключения к указанной параллельной RC25 ячейке потенциальнои общей точки пары диодных делителей, связанных с парафазным усилителем, входящим в преобразовательно-формирующую цепь узла сканирования магнитного носителя эталон30 ного объекта, противоположна flo/lslpHocTUI подключения каждой из N RC-ячеек к потенциальной общей точке одной из N nap запараллеленных диодных делителей, связанных с парафазными усилителями. входя35 щими в преобразовательно-формирующие цепи N узлов сканирования магнитных носителей исслецуемого объекта, к параллельным RC-ячейкам. связанным с преобразовательно-формирующими цепя40 ми N узлов сканирования магнитнь х носителей исследуемого объекта. раздельно подключены первые входы N Т-соразных потенциометрических узлов сравнения, вторые входы котооых запараллелены и соыме45 стно подключены к RC-ячейке. связанной с парафазным усилителем преобразовательно-формирующей цепи узла сканирования магнитного носителя эталонного объекта. а выходы каждого из N Т-образных

50 потенциометрических узлов сравн ния. образованные псцвигкными контактами входящих в этих узлы потенциометров, соединены с соответствующими входами многоканального самописца-регистратора.

55 информационные входы которого предназначены для соециненич с 3ВМ, 1770884

1770884 с, 40

50

Составитель В.Фридман

Техред М.Моргентал Корректор А.Ворович

Редактор Г,Бельская

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

Заказ 3739 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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