Устройство для измерения деформаций предварительно нагруженных конструктивных элементов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (5!)5 G 01 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875673/28 (22) 24.07.90 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) Научно-исследовательский институт машиностроения (72) А.М. Сутырин (56) Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие./Под ред. P.À. Макарова.

М.: Машиностроение, 1975, с. 183, 186.

Авторское свидетельство СССР

М 619784, кл. G 01 В 7/16, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАГРУЖЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ 3ЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении статической и динамической де- .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению динамической и статической деформации.

Известно устройство для измерения динамической деформации, в котором тензорезистор включен в потензометрическую схему, питание которой осуществляется от источника постоянного тока..Сигнал с тензореэистора усиливается до необходимой

«еличины усилителем переменного тока..

Однако известное устройство не позволяет проводить измерение статической деформации; т.к. из-за наличия постоянного напряжения на тензорезисторе необходимо использовать усилитель переменного тока.

Отсутствие схемы калибровки увеличивает погрешность измерения. .- Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному афформации. Цель изобретения — повышение информативности за счет обеспечения возможности одновременного измерения динамической и статической. деформаций. Для достижения цели вместо усилителя переменного тока используется дифферен циальный усилитель постоянного тока, на инвертирующий вход которого подается напряжение с выхода аналогового преобразователя, подключенного к информационным выходам двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов . через схему разрешения. разрешающий вход. которой-подключен к выходу компаратора, один иэ входов которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а другой вход соединен с источником опорного напряжения. 1 ил. фекту к предлагаемому устройству является устройство для измерения деформации, со держащее измерительные каналы, каждый из которых выпда ею.в виде тензорезистора, последовательно соединенных усилителя и источника стабилизированного тока, общий опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор калибровочного напряжения, переключатель, разделительный трансформатор, первичная обмотка КЬторого через переключатель соединена с генератором калибровочного напряжения.

Недостатком этого устройства также является невозможность измерения статической составляющей деформации при проведении динамических испытаний.

Цель изобретения — повышение информативности за счет обеспечения возможности измерения статической и динамической

1778511 деформации одним устройством и выбора величины начального выходного напряжения усилителя.

Цель достигается тем, что в известном устройстве усилитель переменного тока за- 5 меняется дифференциальным усилителем постоянного тока, прямой выход которого подключен к выходу источника тока, а инвертирующий вход — к выходу цифроаналогового преобразователя, подключенного к 10 информационным выходам двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через схему разрешения, разрешающий вход которой подключен к выходу компаратора, один из 15 входов которого соединен с выходом дифференциальногоусилителя, а на другой вход подано опорное напряжение.

На чертеже изображена блок-схема устройства. 20

Устройство содержит измерительные каналы, каждый из которых состоит из генератора калибровочного напряжения 1, необходимого для калибровки измерительного канала перед началом измерений; пе- 25 реключателя 2, отключающего генератор калибровки в процессе измерения, разделительного трансформатора 3. опорного элемента 4, величина выходного напряжения которого задает величину выходного тока 30 источника тока, управляемого напряжением 5, тензореэистора 6, который является .

-первичным преобразователем и через который протекает ток от источника тока 5, дифференциального усилителя 7, на выходе которого получают величину напряжения, равную разности напряжений на входах усилителя, компаратора 8, необходимого для сравнения напряжений с входа дифференциального усилителя 7 и внешнего опор- 40 ного напряжения U«, цифроаналогового преобразователя 9, преобразующего цифровой код в напряжение компенсации, поступающее на один иэ входов дифференциального усилителя 7, двоичного счетчика 10. преобразующего последовательность импульсов, поступающих с генератора импульсов 12, в цифровой код, схемы разрешения 11, пропускающей импульсы с генератора импульсов 12 на вход двоичного счетчика 10 при наличии на входе разрешения разрешающего сигнала с выхода компаратора 8.

Генератор калибровочного напряжения

1, опорный элемент 4 и генератор импульсов 12, при реализации многоканального устройства, могут быть общими для всех измерительных каналов.

Состояние устройства перед началом проведения измерения: двоичный счетчик

10 обнулен и íà его вход импульсы с генератора импульсов 12 не поступают; на входе цифроаналогового преобразователя 9 (а следовательно и на инвертирующем входе дифференциального усилителя 7) напряжение компенсации отсутствует; падение напряжения на тенэорезисторе 6, при прохождении тока через него от источника тока 5, поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7, а с его выхода — на вход компаратора 8; на второй вход компаратора 8 подают опорное напряжение U«., равное по величине напряжению, которое необходимо установить на выходе дифференциального усилителя 7 перед проведением измерения; при О». меньше величины напряжения на выходе дифференциального усилителя 7, на выходе компаратора 8 вырабатывается сигнал разрешения, который поступает на схему разрешения 11, 8 процессе измерения устройство работает следующим образом. Перед проведением измерения производят установку выходного напряжения дифференциального усилителя 7 до выборного значения, равного U». Для этого включают генератор импульсов 12, импульсы с которого через схему разрешения 11 поступают на счетный вход двоичного счетчика 10. Цифровой код, соответствующий количеству поступающих импульсов, с выхода двоичного счетчика поступает на вход цифроаналогового преобразователя 9, В результате, на выходе цифроаналогового преобразователя формируется линейно нарастающее напряжение, которое поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 7. Полярность этого напряжения должна быть такой же, как и на неинвертирующем входе дифференциального усилителя.

На выходе дифференциального усилителя будет формироваться напряжение. величина которого равна разности падения напряжения на тензорезисторе 6 и напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9.

При достижении выходного напряжения дифференциального усилителя величины, равной величине 0оп, произойдет переключение компаратора 8. Сигнал, сформированный на выходе компаратора, поступая на разрешающий вход схемы разрешения 11, запрещает прохождение импульсов с генератора импульсов 12 на счетный вход двоичного счетчика 10. Счет заканчивается и выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 в дальнейшем остается неизменным.

Т.о, выходное напряжение дифференциального усилителя 7 в процессе иэмере17 П3511

Формула изобретения

Устройство для.измерения деформаций предварительно нагруженных конструктивных элементов, содержащее измерительные каналы, каждый из которых выполнен в

Пуек

Составител ь А. Суты ри н

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т.Коляда

Заказ 4182 Тираж 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 ния будет зависеть только от приращения падения напряжения на тенэорезисторе б, вызванного изменением его сопротивления вследствие деформации, Т.к, U n, а следовательно и начальное выходное напряжение дифференциального усилителя, можно установить равным О, то возможно дальнейшее усиление полезного сигнала усилителем постоянного тока, что дает возможность измерять как динамическую, так и статическую составляющие деформации.

Устройство позволяет одновременно проводить измерения статической и динамической составляющих деформации, что необходимо при испытаниях предварительно нагруженных конструкций, а также выбирать начальное выходное напряжение усилителя одновременно во всех измерительных каналах, что невозможно при использовании прототипа и аналогов. виде тензодатчика, последовательно соединенных усилителя и источника стабилизированного тока, опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор

5 калибровочного напряжения, переключатель, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого через переключатель соединена с генератором калибровочного напряжения, о т л и ч а ю щ е10 е с я тем, что, с целью повышения информативности за счет одновременного измерения динамической и статической деформаций. оно снабжено цифроаналоговым преобразователем, выход которого со15 единен с инвертирующим входом усилителя, двоичным счетчиком, информационные выходы которого соединены с цифроаналоговым преобразователем, схемой

И, выход которой соединен с выходом двоичного счетчика, генератором импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы И, компаратором, выход которого соединен с вторым входом схемы И, а один из выходов соединен с выходом усилителя и

25 источником опорного напряжения, соединенным с вторым входом компаратора, а усилитель выполнен дифференциальным.