Устройство для измерения усилий

 

(») 572668

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советских

Социалистических

Респуопик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.04.76 (21) 2348952/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 16.09.77 (51) М Кл г G 01Ь 1!22

Государственный намитет

Савета Министров СССР аа делам изобретений и атирытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Авто.ры изобретения

А. Н. Гуржий и В. Е. Быков (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт строительных ко струкКйй

1.1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИИ

Изобретение относится к области приборостроения, а именно электроизмерительной техники, и может найти применение при измерении механических усилий и нагрузок, действующих на различные конструкции и устройства.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее тензометрический датчик, соединенный с импульсным источником питания, декодирующий преобразователь компенсирующего напряжения, выполненный по схеме равномерно-ступенчатого преобразования, нульорган и электрочные счетчики (1).

Недостатками этого устройства являются низкая точность измерения и невысокое быстродействие, что сушественно ограничивает область его применения.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее тензомост, вход которого соединен с генератором несущей частоты, связанным с первым входом демодулятора, и через выпрямитель с цифроаналоговым преобразователем, выходы которого через первые входы нуль-органов соединены с входами реверсивного счетчика, соединенного с входами цифроаналогового преобразователя и входами цифрового индикатора, а выход тензомоста через второй вход демодулятора соединен со вторыми входами нуль-органов (2).

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность измерения усилий, обусловленная существенным влиянием на результат измерения мультипликативных и аддитивных составляющих погрешностей преобразовательных блоков.

Для повышения точности измерения в предлагаемое устройство введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, ячейка ИЛИ, т ри переключателя и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход первого переключателя, выход демодулятора подключен к

15 первым входам нуль-органов через первый вход второго переключателя, а через делитель напряжения — ко второму входу второго переключателя, выходы нуль-органов через ячейку ИЛИ и третий переключатель подклю20 чены к входам второго реверсивного счетчика, выходы которо)го подключены к входам цифрового индикатора и к выходам второго цифроа налогового преобразователя, выход которого подключен ко второму вхо25 ду первого переключателя, при этом, выход генератора несущей частоты, вход выпрямителя и первый вход демодулятора подключены ко второму цифроаналоговому преобразователю, а управляемые входы переключателей

30 подключены к выходу блока управления.

На чертеже показано описываемое устрой572668

3 ство, состоящее из последовательно включенных генератора 1 несущей частоты, тензомоста 2, первого переключателя 3 и демодулятора 4, выходы которого подключены к входу делителя 5 напряжения на два и к первому входу второго переключателя 6, выход которого подключен к первым входам нуль-органов 7 и 8. Выходы последних подключены через ячейку ИЛИ 9 к средней точке третьего переключателя 10 и, соответственно, к входу сложения и входу вычитания реверсивного счетчика 11, выходы которого подключены ко вторым входам цифроаналогового преобразователя 12, а выходы последнего подключены ко вторым входам нуль-органов 7 и 8, Первый выход переключателя 10 подключен к входу сложения второго реверсивного счетчика 13, а второй выход переключателя 10 подключен к его входу вычитания. Выходы второго реверсивного счетчика 13 подключены к входам цифрового индикатора 14 и к входам второго цифроаналогового преобразователя

15, выход которого подключен ко второму входу переключателя 3, причем выход делителя 5 напряжения на два подключен ко второму входу второго переключателя 6, выход генератора 1 подключен ко второму цифроаналоговому преобразователю 15, к первому входу демодулятора и через выпрямитель 16 к первому цифроаналоговому преоб разователю 12, а управляемые входы переключателей

3, 6 и 10 подключены к выходу блока управления 17.

Измерение усилий в устройстве происходит в два такта. В первом такте измерения, когда переключатели 3, 6 и 10 по команде блока управления 17 установлены в положение а, при воздействии измеряемого усилия датчики тензомоста 2 изменяют свое сопротивление, вследствие чего происходит разбаланс тензомоста 2. На его выходе появляется напряжение несущей частоты, модулированное напряжением, пропорциональным деформации. Это напряжение через первый вход переключателя

3 поступает на демодулятор 4, в котором происходит выделение сигнала модулирующей частоты. С выхода демодулятора 4 сигнал, пропорциональный измеряемому усилию, поступает через первый вход переключателя 6 на первые входы нуль-органов 7 и 8.

Пороги срабатывания нуль-органов 7 и 8 отличаются на один уровень квантования. Если напряжение на первых входах нуль-органов 7 и 8 увеличивается и достигает порога срабатывания нуль-органа 7, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход сложения первого реверсивного счетчика 11 и увеличивает на единицу записанное в нем число.

Увеличение на единицу числа в реверсивном счетчике 11 приводит к увеличению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 12, подаваемого на вторые входы нуль-органов 7 и 8.

Если же напряжение на первых входах нуль5

4 органов 7 и 8 уменьшается и достигает порога срабатывания нуль-органа 8, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 11 и уменьшает на единицу записанное в нем число.

Уменьшение на единицу числа в реверсивном счетчике 11, в свою очередь, приводит к уменьшению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналового преобразователя 12. При изменении измеряемого усилия, соответственно, с выхода нуль-органа 7 или нуль-органа 8 через ячейку ИЛИ 9 и переключатель 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 13 поступят импульсы.

Во втором такте измерения переключатели 3, 6 и 10 по команде блока управления 17 устанавливаются в положение в. При этом выходное напряжение цифроаналового преобразователя 15 через второй вход переключателя 3, демодулятора 4, делитель 5 и второй вход переключателя 6 поступает на первые входы нуль-органов 7 и 8. Тогда на вычитающий вход реверсивного сигнала 13 поступают импульсы.

На первый индикатор 14 поступает разность импульсов первого и второго такта измерения.

Сигнал цифрового индикатора 14 пропорционален действующему усилию.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее тензомост, вход которого соединен с генератором несущей частоты, связанным с первым входом демодулятора и через выпрямитель с цифроаналоговым преобразователем, выходы которого через первые входы нуль-органов соединены с входами реверсивного счетчика, соединенного с входами цифроаналогового преобразователя и цифрового индикатора, а выход тензомоста через второй вход демодулятора соединен со вторыми входами нуль-органов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, ячейка ИЛИ, три переключателя и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход первого переключателя, выход демодулятора подключен к первым входам нульорганов через первый вход второго переключателя, а через делитель напряжения — ко второму входу второго переключателя, выходы нуль-органов через ячейку ИЛИ и третий переключатель подключены к входам второго реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам цифрового индикатора и к входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен ко второму входу первого переключателя, при этом выход генератора несущей частоты, вход выпрямителя и первый вход демодулятора подключены ко второму цифроаналоговому преобразовать.

Составитель А. Новиков

Техред И. Михайлова

Редактор С. Хейфиц

Корректоры: В. Посельский и Л. Котова

Заказ 1984/6

Изд. № 760 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова. и лю, а управляемые входы переключателей подключены к выходу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ь"

1. Авторское свидетельство СССР № 303534, М. Кл G 01L 1/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 390383, М. Кл G 01L 1/22, 1973.