Устройство для измерения усилий

 

еиа М описАние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 572669

Сова Советских

Социалистических

Реслудлик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2352473/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 16.09.77 (51) М. Кл. - G 01L 1/22

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений (53) УДК 531.781(088.8) N 0TKPblTHN (72) Авторы изобретения

А. H. Гуржий и В. Е. Быков

Научно-исследовательский институт строительных конструкций (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности электроизмерительной техники, и может найти применение при измерении механических усилии и нагрузок на различные конструкции и устройства.

Известное устройство для измерения усилий, содержащее тензометрическии датчик, соединенный с импульсным источником питания, декодирующий преобразователь компенсирующего напряжения, выполненный по схеме равномерно-ступенчатого преобразования, нуль-орган и электронные счетчики, не ооеспечивает требуемой точности измерения из-за нестаоильности амплитуды источника питания тензомоста.

Наиболее олизким по технической сущности к данному изооретению 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 тепзомоста через второй вход демодулятора соединен со вторым нуль-органом.

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность измерения усилий в связи с большим влиянием на результат измерения аддитивной составляющей 11огрешности, обусловленной дрейфом нуля преобразовательных олоков у-строиства.

5 Для повышения точности измерения в предлагаемое устройство введены регистр, сумматор, переключатель и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход пере10 ключателя, второи вход которого заземлен, при этом управляемый вход переключателя подключен к выходу блока управления и управляемому входу регистра, входы которого подключены к выходам реверсивного счетчи15 ка, подключенного через первые входы сумматора к цифровому индикатору, а ко вторым входам сумматора подключены выходы регистра.

На чертеже представлено описываемое уст20 ройство, состоящее из последовательно включенных генератора 1 несущей частоты, тензомоста 2, переключателя 3 и демодулятора 4, выход которого подключен к входам двух нуль-органов 5 и 6, а выходы последних под25 ключены соответственно к входу сложения и входу вычитания реверсивного счетчика 7.

Выходы счетчика 7 подключены к входам регистра 8, сумматора 9 и цифроаналогового преобразователя 10, выходы которого подклю30 чены ко вторым входам нуль-органов 5 и 6, 572669

15

Зо

45 причем выход генератора 1 соединен с демодулятором 4 и через выпрямитель 11 с цифроаналоговым преобразователем 10, выходы сумматора 9 подключены к входам цифрового индикатора 12, управляемые входы регистра 8 и переключателя 3 подключены к выходу блока управления 13, а второй вход переключателя 3 подключен на землю.

При воздействии измеряемого усилия датчики тензомоста 2 изменяют свое сопротивление, вследствие чего происходит разбаланс тензомоста, и на его выходе появляется напряжение несущей частоты, модулированное напряжением деформации. Это напряжение поступает через переключатель 3, находящийся в положении а, на демодулятор 4, в котором происходит выделение сигнала модулирующей частоты. Сигнал на выходе демодулятора 4, пропорциональный измеряемому усилию, поступает на первые входы нуль-органов5иб.

Пороги срабатывания нуль-органов 5 и 6 отличаются на один уровень квантования.

Если напряжение с выхода демодулятора 4 увеличивается и достигает порога срабатывания нуль-органа 5, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход сложения реверсивного счетчика 7 и увеличивает на единицу записанное в нем число. Увеличение па единицу числа в реверсивном счетчике 7 приводит к увеличению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10, подаваемого на вторые входы нуль-органов 5 и 6. Если же напряжение с выхода демодулятора 4 уменьшается и достигает порога срабатывания нуль-органа б, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 7 и уменьшает на единицу записанное в нем число. Уменьшение на единицу числа в реверсивном счетчике 7 приводит к уменьшению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10.

Таким образом, текущее значение кода в реверсивном счетчике 9, которое индицируется цифровым индикатором 12, в каждый момент времени оказывается пропорциональным измеряемому усилию.

В процессе измерения через определенные промежутки времени, задаваемые блоком управления 13, переключатель 3 устанавливается в положение b. Вход демодулятора оказывается связанным с землей, и производится измерение напряжения дрейфа нуля. Кодированное значение и змеренного напряжения дрейфа нуля из реверсивного счетчика 7 переписывается в регистр 8, где и хранится до следующего такта коррекции. После этого, переключатель 3 снова переводится в положение а, а кодированное значение напряжения дрейфа нуля подается в сумматор 9, где и производится его вычитание из результатов измерения.

Благодаря этому в предлагаемом устройстве существенно повышается точность измерения, так как полностью исключается аддитивная погрешность, обусловленная дрейфом нуля преобразовательных блоков устройства.

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 входами цифрового индикатора, а выход тензомоста через второй вход демодулятора соединен со вторыми входами нуль-органов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены регистр, сумматор, переключатель и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход переключателя, второй вход которого заземлен, при этом управляемый вход переключателя подключен к выходу блока управления и управляемому входу регистра, входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика, подключенного через первые входы сумматора к цифровому индикатору, а ко вторым входам сумматора подключены выходы регистра.

572669

Составитель А. Новиков

Тсхред И. Михайлова

Редактор С. Хейфиц

Корректоры; В. Йосельский и Л. Котова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1984/7 Изд. Мз 760 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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