Цифровой измеритель усилия

 

О П И С А Н И Е Опав 54l094

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 2308541/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень че 48

Дата опубликования описания 12.01.77 (51) М. Кл.-" 6 01 L 1 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Э. М. Бромберг и А, В. Попов

Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства

«Оргэнергострой» (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УСИЛИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для высокочастотного измерения усилий, для взвешивания объектов.

Известное силоизмерительное устройство, содержащее датчик усилий, усилитель, схему сравнения и запоминающие элементы не обеспечивает требуемой точ ности измерения (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измеритель усилия, содержащий основной преобразователь усилия в код, соединенный с арифметическим устройством, связанным с преобразователем кода в усилие, блок управления и цифровой индикатор (2).

В таком измерителе необходимо отключение измеряемого усилия от входа преобразователя усилия в код. Кроме того, в нем наблюдается влияние на результат измерения погрешности обратного преобразователя кода в усилие.

Предлагаемый цифровой измеритель усилия имеет повышенную точность измерения благодаря тому, что в него введены источник образцового усилия и образцового сигнала с управляемыми ключами на входе и дополнительный преобразователь усйлия в код, вход которого подключен к блоку управления и через сумматор к выходу источника образцовых усилий и преобразователя кода в усилие, причем вход преобразователя кода в усилие через другой сумматор связан с выходом источника образцовых сигналов и арифметического устройства, соединенного с выходом дополнительного преобразователя усилия в код, а входы управляемых ключей связаны с блоком управления.

На чертеже по казан предлагаемый цифро вой измепитель усилия.

10 Измеряемое усилие приложено к входу основного преобразователя 1 усилия в код, состоящего из преобразователя 2 усилия в электрический сигнал н аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого подключен к

15 арифметическому устройству 4. Выход арифметического устройства соединен с одним пз входов сумматора 5, с другим входом которого соединен выход источника 6 образцового сигнала с управляемым ключом 7 на входе.

20 Выход сумматора 5 подключен через обратный преобразователь 8 кода в усилие ск входу сумматора 9, к другому входу которого подключен источник 10 образцового усилия с управляемым ключом 11 на,входе. Выход

25 сумматора 9 подключен . к дополнительному преобразователю 12 усилия в код, состоящего из последовательно соединенных преобразователя 13 усилия .в электрический сигнал и аналого-цифрового преобразователя 14, выход

30 которого подключен .к арифметическому уст541094

15

45 ройству. Управляемые входы арифметического устройства, аналого-цифровых преобразователей, упра вляемых ключей подключены к выходам блока управления 15. Выход арифметического устройства соединен с входом цифрового индикатора 16.

С помощью преобразователя 1 измеряемое усилие Р, преобразуется в цифровой код

V>=aP+b, где а, b — параметры рабочего участка функции преобразования измерительной системы, от стабильности которых зависит точность измерения. Результат преобразования Л, поступает в память арифметического устройства 4, а из него через сумматор

5 на вход обратного преобразователя 8 с коэффициентом передачи р Усилие рЛ ь создаваемое обратным преобразователем, поступает через сумматор 9 на вход дополнительного преобразователя 12.

Дополнительный преобразователь идентичен основному. Выходной сигнал дополнитсльното преобразователя N>=aPN>+b поступает в память арифметического устройства.

Затем в сумматоре 9 к усилию добавляется усилие Р„, создаваемое источником 10 образцового усилия. Сигнал N3 a(PN<+P»)+b с выхода дополнительного преобразователя, соответствующий суммарному усилию PN +Рэт поступает также в память арифметического устройства. Источник образцового усилия отключается, а на вход сумматора 5 вместе с присутствующим сигналом Л подается сигнал О с выхода источника образцового сигнала 6. При этом преобразователь 8 создает усилие р (N +0), а выходной сигнал дополнительного преобразователя имеет вид

N, = a) (N, + 8) + b.

Полученные четыре уравнения составляют систему уравнений. Арифметическое устройство 4 решает эту систему уравнений относительно измеряемого усилия Р„по следующему алгоритму: р 4 а у у у ) эт

0 1 з — Ns

Прп эгом синхронизация работы ариф»етического устройства 4, аналого-цифровых преобразователей, управляемых ключей производится с помощью блока управления 15.

Результат измерения с выхода арифметического устройства поступает на цифровой и ндикатор 16.

Как видно из решения системы уравнений, результат измерения P .не зависит от параметров функций преобразования каналов прямого и обратного преобразования, а зависит лишь от точности изготовления источников 6 и 10. Это позволяет реализовать цифровой измеритель усилия на грубых элементах с кратковременной стабильностью.

Формула изобретения

Цифровой измеритель усилия, содержащий основной преобразователь усилия в .код, соединенный с арифметическим устройством, связанным с преобразователем кода в усилие и блоком управления, цифровой индикатор, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник образцового усилия и образцового сигнала с управляемыми ключами:на входе и дополнительный преобразователь усилия в код, вход которого подключен к блоку управления и через сумматор к выходу источника образцовых усилий и преобразователя кода в усилие, причем вход преобразователя кода в усилие через другой сумматор связан с выходом источника образцового сигнала и арифметического устройства, соединенного с выходом дополнительного преобразователя усилия в код, а входы управляемых ключей связаны с блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Мю 3628377, кл. 73 — 91, 1969, 2. Авт. св. Юе 277288, кл. G 011 5/00, 1970 (прототип).

541094

; л,с з (-— ю у,Ы, Составитель А. Новиков

Редактор T. Рыбалова

Техред А. Камышникова

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 287% Изд. № 1895 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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