Устройство для измерения деформации

 

0 Л И C А Н И Е 1))) 49 I 025

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.01.73 (21) 1874719/25-28 (51) М. Кл. G Olb 7 16 с присоединением заявки № 1937899/25-28

ГосУдаРственный комитет (32) Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 30.01.76 (53) УДК 531.781.2.539. .3 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Ф. Терещенко, А. M Денисов, В. B. Ладыгин и П. Ф. Никитин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим методам измерения.

Известные тензометрические устройства для измерения деформаций, усилий, давлений и т. д, содержат измерительный канал с тензомостом постоянного тока и усилителем, охваченный цепью отрицательной обратной связи, состоящей из аналогового блока памяти, блока коммутации и времязадающего генератора.

Однако известные устройства не обеспечивают высокой точности измерения особенно при исследовании длительно протекающих процессов.

Цель изобретения — повышение точности измерений и надежности работы устройства.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено автогенератором кратковременных импульсов; двумя схемами «И», одни входы которых подключены к выходу автогенератора, другие — к выходу измерительного канала, а выходы через блок коммутации— к аналоговому блоку памяти, выполненному в виде ферромагнитного сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса с магниторезистором в зазоре и обмотками записи и начального намагничивания (размагничивания); переключателем; блоком размагничивания сердечника, подключенным к обмотке начального размагничивания через переключатель; и низкоомным резистором, включенным в плечо моста параллельно магниторезистору.

5 Кроме того, устройство снабжено широтноимпульсным модулятором, подключенным к выходу усилителя; генератором опорных импульсов, подключеннымк двум схемам «И»; и двумя дополнительными схемами «И», под10 ключенными к времязадающему генератору и к блоку коммутации.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устросйтва; на фиг. 2 модификация устройства с использованием

15 одного сердечника в блоке памяти и двух магниторезисторбв; на фиг. 3 — то же, с использованием двух сердечников в блоке памяти и двух магниторезисторов.

Устройство содержит в измерительном ка20 нале прямого преобразования мост 1 постоянного тока, образованный тензодатчиками 2 и

3, постоянными резисторами 4, 5 и низкоомным резистором 6, измерительный усилитель

7, широтно-импульсный модулятор 8 и вы25 ходные клеммы 9. В цепи глубокой отрицательной обратной связи устройство содержит автогенератор 10 кратковременных импульсов напряжения, подключенный к одноименным входам схем 11 и 12 «И», другие входы

30 которых подключены к выходу измеритель491025

20 ного канала непосредственно (для схемы 11

«И») и через генератор 13 опорных импульсов длительностью то (для схемы 12 «И»), а их выходы подключены к блоку 14 коммутации через схемы 15 и 16 «И», другие входы которых подключены к времязадающему генератору 17, а выходы блока коммутации подключены к аналоговому блоку 18 памяти, выполненному на ферромагнитном сердечнике

19 из материала с прямоугольной петлей гистерезиса и снабженному узким поперечным зазором 20, обмоткой 21 записи и обмоткой

22 начального намагничивания (размагничивания), подключенной через переключатель

23 к блоку 24 размагничивания, причем в зазоре сердечника размещен магниторезистор 25.

Устройство работает следующим образом.

Вначале с помощью подключения блока

24 производится размагничивание сердечника 19, при котором магниторезистор 25 принимает минимальное сопротивление и мост

1 имеет разбаланс постоянного, заранее известного, знака, вследствие чего широтноимпульсный модулятор 8 вырабатывает импульсы длительностью т, превышающей длительность то опорных импульсов, вырабатываемых генератором 13 по переднему фронту выходных импульсов модулятора.

Затем по команде времязадающего генератора 17 производится замыкание цепи обратной связи, и на обмотку 21 блока 18 памяти поступают узкие импульсы напряжения, одинаковые по амплитуде и длительности, в количестве, соответствующем длительности импульсов модулятора 8 и генератора 13. Сердечник 19 намагничивается под действием избыточного количества импульсов автогенератора 10, прошедших в каждом периоде работы модулятора 8 в течение времени, равного разности т — то.

В результате сердечник 19 постепенно намагничивается в установленном заранее направлении, а сопротивление магниторезистора

25 монотонно возрастает, что приводит к уменьшению первоначального разбаланса моста 1 и к постепенному уменьшению уровня выходного напряжения усилителя 2. Процесс продолжается до тех пор, пока значение длительности т выходного импульса модулятора

8 не уменьшится до номинального значения то. При этом дальнейшее изменение магнитной индукции в сердечнике 19 не происходит.

По окончании управляющего сигнала, вырабатываемого времязадающим генератором

17, схемы 15, 16 «И» и ключи блока 14 коммутации переходят в закрытое состояние, благодаря чему на длительное время сохраняется величина сопротивления магниторезистора

25, компенсирующая начальный разбаланс моста 1, дрейф нуля в усилителе 7 и модуляторе 8.

После этого исследуемый объект включается на рабочий режим и измеряемая деформация воспринимается тензодатчиками 2 или 3, изменяющими соответственно свое сопротивление. Выходной сигнал моста 1 поступает в усилитель 7 и управляет работой модулятора

8, длительность (или скважность) импульсов которого на выходах 9 линейно соответствует измеряемой величине.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения деформаций, содержащее мост, включающий в себя два тензодатчика в смежных плечах и два резистора в двух других плечах; усилитель, подключенный к выходной диагонали моста; и цепь отрицательной обратной связи, состоящую из аналогового блока памяти, блока коммутации и времязадающего генератора и подключенную между выходом измерительного канала и мостом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено автогенератором кратковременных импульсов; двумя схемами «И», одни входы которых подключены к выходу автогенератора, другие — к выходу измерительного канала, а выходы через блок коммутации — к аналоговому блоку памяти, выполненному в виде ферромагнитного сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса с магниторезистором в зазоре и обмотками записи и начального намагничивания (размагничивания); переключателем; блоком размагничивания сердечника, подключенным к обмотке начального размагничивания через переключатель; и низкоомным резистором, включенным в плечо моста параллельно магниторезистору.

2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено широтно-импульсным модулятором, подключенным к выходу усилителя; генератором опорных импульсов, подключенным к двум схемам «И»; и двумя дополнительными схемами «И», подключенными к времязадающему генератору и блоку коммутации.

Приоритет по и. 2 исчислять с 28.06.73.

49 1025

CocTBBIITcëü И. Балаян

Редактор И. Бродская

Текред Е. Подурушина

Корректор T. Миронова

Тииогра *,>ия, нр. Сапунова, 2

Заказ 38 16 Изд. ЛЪ 92 Тираж 782 Подписное

ЦHI 11 IIII I Госуднрс1т:енного комитета Совета Ми п1стров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4, 5