Тензотелеметрическое устройство

 

:-- Pl M C A H É

, ИЗОБРЕТЕНИ

») 543825

"т

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.10.75 (21) 2181905/2 с присоединением заявки № (51) М. Кл.е

Gr 01 В 7/16

Государст-esHmA комитет

Совета Министров ССьр по декам изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опублнковатто25.01.77.Бюллетень ¹3

- (4о) Дата опубликования описания 30.03.77 (53) УДК 531/78 (088.8) А. В, Пузанчиков изобретена . (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) ТЕНЛОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике .и предназначено для измерения деформации элементов конструкций, деталей машин, приборов и т.д., а также усилий, напряжений, крутящих моментов и т.п., прилагае- 5 мых к указанным элементам, и передачи этих данных на пост централизованной обработки.

Известно телеметрическое устройство fl j, содержащее автогенератор, преобразователь, 10 усилитель и выходной каскад. В этом устройстве преобразователь является частью контура автогенератора, что приводит к воздействию паразитных параметров на рабочую частоту автогенератора. Известное устройство 15 работает в непрерывном джиме и потребляет сравнительно большую мощность.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является тензометрическэе устройство, содержащее 20 блэк питания, управляемый по частоте генератор импульсэв, подключенный выводами питания к выходу блока питания, тензометрический мост, соединенный диагональю питания с выходом генератора импульсов, усили- 5 тель, вход которого подключен к измерительной диагонали тензометрического моста, детектор, подключенный входом к усилителю, а выходом — к управляющему входу генератора импульсов и высокочастотный генератор.

В известном тензометрическом устройстве полезный сигнал получают на измерительной диагонали моста в результате внешнего воздействия на тензометрический датчик моста. Этот сигнал усиливается усилителем, который питается от блока питания постоянного тока (например, батареи). Постоянное потребление блоками схемы мощности от .источника питания снижает срок его службы (2).

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности.

Это достигается тем, что выводы питания усилителя и генератора высокой частоты подключены к выходу генератора импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства на фиг. 2 то же, принципиальная схема.

Блок-схема (фиг. 1) содержит блок 1 питания. управляемый пэ частоте генератор 2

543825

Тензотелеметрическое устройство, содержащее блок питания, управляемый по частоте генератор импульсов, подключенный выводами питания к выходу блока питания, тензометрический мост, соединенный диагональю питания с Выходом Генерат 1эа импульсов,. усилитель, вход которого подключен к измерительной диагонали тензометрического мосимпульсов, тензометрический мост 3, усилитель 4, детектор 5 и генератор 6 высокой частоты.

Принципиальная схема (фиг. 2) содержит генератор импульсов, выполненный в виде б блокинг-генератора 7 на транзисторе с времязадающим конденсатором 8, импульсным трансформатором 9 и схемой управления частотой на транзисторе 10. Тензометрический мост образован обмотками 11 и 12 импульсl0 ного трансформатора и тензорезисторами 13 и 14. Усилитель выполнен в виде интегрального операционного усилителя 15 с дифференциальным входом с цепью отрицательной

l5 обратной связи из резисторов 16 и 17) по типу неинвертируюшего усилителя напряжения. Выводы операционного усилителя обозначены буквами: " р " — плюс питания, "(Г— минус питания, " " — общий, Z — инвентирующий вход, д " — неинвентирующий вход, "8 -выход. Детектор 9 импульсов содержит полупроводниковый диод 18 и конденсатор 19.

Генератор высокой частоты выполнен на транзисторе 20 по схеме емкостной трехточки.

Выход блока 1 питания подключен к выводам питания генератора 2 импульсов, выход которого соединен с диагональю питания тензэметрического моста 3. Измерительная диагональ тензометрического моста 3 пэдЖ! ключена к входу усилителя 4, выход которого подключен к детектору 5. Выход детектора 5 соединен с управляющим входом генератора 2. Диагональ питания тензометрического моста 3 и выводы питания усилителя 4 и генератора 6 высокой частоты подключены к выходу генератора 2 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При деформации исследуемого объекта изменяется величина сопротивления тензо- О резисторов 13 и/или 14. и тензэметрический мост 3 выходит из состояния равновесия.

Импульсное напряжение разбаланса тензометрического моста 3, усиленное усилителем 15, через диод 18 подается на конден- 4 сатор 19. Постоянное напряжение на конденсаторе 19 через транзистор 10 управляет током разряда конденсатора 8, а следовательно, и частотой следования импульсов блокинг- генератора. Генератор высокой час- 50 тоты генерирует радиоимпульсы с частотой следования, равной частоте колебаний блокинг-генератора, т.к. питается от выхода блокинг-генератора. Информацию о результате измерения несет частота следования М радиоимпульсов, определяемая величиной воздействия внешней силы на тензорезисторы 13 и 14. тензометрического моста 3 и изменением в связи с этим частоты следования импульсов блокинг-генератора изменяе- ® мых сигналом разбаланса моста 3 через усилитель 1 5, диод 1 8 и транзистор 1 О.

Амплитуда импульсов напряжения на выходе усилителя 15 определяется выражением

Бме„, = о * К мех где U -амплитуда входного импульса, мъх

К вЂ” коэ4фициент усиления усилителя, Уэ — амплитуда выходного импульса при U мв» равная примерно половине амплитуды импульса напряжения питания. В приведенном выражении знак перед вторым слагаемым определяется полярностью напряжения небаланса моста 3. Конденсатор 19 заряжается до напряжения U<, равногэ амплитуде выходного импульса..

- мьх

Частота блокинг-генератора 7 пропорциональна току разряда конденсатора 8. В свою очередь, тэк разряда пропорционален напряжению Ug . Следовательно, - с — "- (о — М 6») х где ф. — коэффициент пропорциональности.

Выражение (2) показывает, чтэ частота линейно зависит от амплитуды UMq», пропорциональной измеряемой информации.

Перевод усилителя на импульсное питание уменьшает потребляемую им мощность в несколько раз (в число раз, равное скважности питающих импульсов) и повышает помехоустойчивость устройства. Питание тензометрического моста 3, усилителя 4 с детектором 5 импульсов и генератора 6 высокой частоты от одного выхода упрощает схему.

Снятие напряжения питания непосредственно с коллектора транзистора .импульсного генератора позволяет повысить точность устройства (отсутствуют искажения питающих .импульсов, вносимые импульсным трансформатором) и исключить из схемы выходную оомотку импульсного трансформатора. Из формулы (2) следует, что при отсутствии деформации исследуемого объекта, когда частота блокинг-генератора м в» равна некоторому среднему значению 1 = oL Ц . Следовательно, предлагаемое устройство не требует применения балансировочного сопротивления.

Формула изобретения

543825

Составитель А. Матвеев

Редактор Л. Сторчевая Техред M. Левицкая Корректор A Гриценко

Заказ 884/59 Тираж 904 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 та, детектор, подключенный входом к усилителю, а выходом — к управляющему входу генератора импульсов, и высокочастотный генератор, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, выводы питания усилителя и генератора высокой частоты подключены к выходу генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Барсуков Ф. И., Русаков Ю. Б. "Элементы и устройства радиотелеметрических систем», М., изд-во, "Энергия", 1973ã., стр. 92-1 1 1.

2. Авторское свидетельство СССР № 357454. М.Кл. G-01 В 7/16,26.02.71.