Автоматическое многоканальное тензометрическое устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскмх

Соцмалмстмчесимх

Республик (6l) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15. 10.76 (2l) 2412090/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный нанхтет

СССР по делам нэееретеннй н аткрмтнй

Опубликовано 15.04.79.Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 15.04.79

2:

) (72) Авторы изобретения

В. М. Сумерин, Б. Ф. Иванов и В. A. Жарехин

Ленинградский институт авиационного приборостроения (7!) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ МНОГОКАНАЛЬНОЕ

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к конструкции тензометрических устройств для измерения деформаций твердых тел при наличии помех.

Известно тензометрическое устройство, содержащее мостовую схему, усилители, включенные на ее выходе, генератор и измеритель временных интервалов, ключи, .соединенные с выходами датчика интервалов времени (1).

Недостатком этого устройства являет ся невысокая производительность, обусловленная тем, что вопросы устранения помех решаются путем усреднения сигналов во времени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автоматическое многоканальное устройство, содержащее в каждом канале тензодатчик, к . 20 выходу которого подключен усилитель, схему сравнения, ко входам которой подключены выходы последовательно соединенных дифференцируюшего блока и блока задержки и ключ, источник питания тензодатчиков, коммутатор каналов, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с измерительным входом цифровой вычислительной машины, другой вход которой соединен с выходом коммутатора каналов по цепи кода номера канала, и блок задержки импульса запуска,- выход которого подключен к запускающему входу коммутатора каналов (2j.

Недостатком этого устройства является то, что при его использовании на соединительных проводах наводится помеха и на вход усилителей поступает аддитивная смесь полезного сигнала и помехи.

A так как измерение производится в момент приращения производной сигнала, величина которого берется малой с целью обеспечения необходимой точности измерений, то при наличии в соединительных проводах случайных помех даже небольшой величины устройство будет производить измерения практически в каждом такте опроса, что в значительной степени

657239 сказывается на погрешности изм, ений и ведет к ошибочному опредепению предела упругости материала.

Целью изобретения является повышение .помехоустойчивости устройства. 5

Цепь достигается тем, что предлагаемое устройс во в каждом канале снабжеВо управляемым аттенюатором, первый вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — ко входам дифференцирую- 11 щего бпока и коммутатора каналов, блоком порога по производной сигнала, вход которого соединен со схемой сравнения, а первый выход - с ключом, формирователем опорного и измерительного напря- % жений, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй входс входом блока задержки импульса запуска, третий вход - с входом коммутатора каналов, четвертый «со вторым выходом бпока порога по производной сигнала, а первый выход соединен со вторым входом управляемого аттенюатора, блоком коммутации питания, первый вход которого подключен ко второму выходу формирователя опорного и измерительного напряжений, второй вход — к третьему входу формирователя опорного и измерительного напряжений, выход — ко входу тензодатчика, а выход блока задержки импульса за- 36 пуска соединен с входом схемы сравнения.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Автоматическое многоканальное тенэо- 35 метрическое устройство содержит в каждом канале тензодатчик 1, усипитель 2, уп- равйяемый аттенюатор 3, дифференцируюший блок 4, блок 5 задержки, схему 6 сравнения, блок 7 порога по производной сиг- 40 нада и ключ 8, а также источник 9 IIHT 8ния тензодатчиков, блок 10 коммутации питания, формирователь 11 опорного и измерительного напряжений, коммутатор

12 каналов, блок 13 задержки импульсов запуска, аналого-цйфровой преобразователь 14 и цифровую вычислительную машину 15.

- Устройство работает следующим образом.

56

С выхода источника 9 питания, в шкале которого проградуирован аналого-цифровой преобразователь 14, постоянное напряжение поступает на формирователь 11 опорного и измерительного напряжений.

Опорное напряжение соответствует уровню Х, а измерительное напряжение— уровню Х, причем соотношение между опорным и измерительным напряжением определяется следующим уравнением:

В первом цикле опроса при поступлении импульса запуска на второй вход формирователя 11, на его втором входе появляются измерительные импульсы в каждом такте, поступашие на вход блока

10 коммутации питания. На втором выходе формирователя 11 измерительные импульсы без опорных формируются только в первом цикле опроса. После усиления сигнала с тенэодатчиков 1, выходное напряжение поступает на управляемые аттенюаторы 3, которые осуществляют деление измерительного напряжения Х на

3 козффициент N . .Это происходит при приходе управляющего импульса на второй вход аттенюатора 3 с первого выхода формирователя 11. Операция деления на козффициент Н позволяет уменьшить возможные помехи в М раз и приводит измерительное напряжение к шкале измерения аналого-цифрового преобразоватепя 14.

Отфильтрованный сигнал поступает на вход дифференцирующих блоков 4, дифференцирует. ся, и далее значение производной сигнала запоминается в блоках 5 задержки до спедующегo цикла опроса.

Во втором цикле опроса формироватепь

1 1 опорного и измерительного напряжений формирует опорное напряжение амплитудой

X . После усиления сигнала с тензодатчика 1 напряжение поступает на управляемые аттенюаторы 3, которые осуществляют передачу сигнала с коэффициентом, равным единице, при приходе управляющего импульса на второй вход с первого выхода блока 11. Сигнал с выхода аттенюаторов

3 поступает на вход дифференцируюших блоков 4 и на входы коммутатора 12. На схему 6 сравнения подается текущая производная сигнала и производная сигнала с блока 5 задержки, полученная в первом цикле опроса. Сравнение производится в моменты наличия задержанного импульса на стробируемом входе схемы 6 сравнения.

При обнаружении приращения производной производится проверка, чем вызвано данное приращение. Если приращение производной превышает величину порога в блоках 7 по производной сигнала, то на втором выходе блоков 7 появится импульс, поступающий на четвертый вход блока 11.

Формирователь 11 формирует измерительный импульс амппитудой Х, который вновь поступает через усилитель 2 на

657239 аттенюатор 3, делится на коэффициент N, дифференцируется бпоком 4 и сравнивается со значением производной, полученной в предыдущем цикле опроса. Еспи приращение производной было вызвано наличием помехи, то после деления на М ее величина станет меньше величины порога в блоке 7 и на первом выходе блока 7 импульс не появится, ключ 8 останется открытым, а данный канал не включится, и аналогоцифровой преобразователь 14 не кодирует сигнал номера канала. Если приращения производной не произошло при формировании опорного напряжения, то на выходе блока 7 импульс не появится, не проиэой15 дет формирования измерительного напряжения в блоке 11, ключ 8 останется открытым. При этом также импульс запуска пойдет в обход данного канала коммутатора 12, данный канал не включится, ана20

noro-цифровой преобразователь 14. не кодирует сигнал, и на вычислительную машину 15 не поступит код номера коммутируе« мого канала.

Если же приращение производной вызываетсяя пре делом упругости материала, то на втором выходе блока 7 порога по производной сигнала появляется импульс, формирователь 11 сформирует измеритепь30 ное напряжение амплитудой ХЗ, аттенюаторы разделяют это напряжение на коэффициент l4 и при наличии абсошотного приращения производной, больше величины порога в блоке 7, на первом выходе бпоЭЪ ка 7 появится импульс, включающий ключ

8 на время опроса коммутатором 12 данного канала. Канал включается, и на цифровую вычислительную машину поступает код номера опрашиваемого канала.

Таким образом, введениевконструкцию устройства аттенюаторов, блока IIopora по производной сигнала, формирователя опорного и измерительного напряжения, а также блока коммутации питания повышает помехоустойчивость устройства в ц раз, обеспечивая при этомдостаточную производительность и надежность контроля.

Формула изобретения

Автоматическое многоканальное тензометрическое устройство, содержащее в каждом канале тенэодатчик, к выходу которого подключен усилитель, схему сравнения, ко входам которой подключены выходы последовательно соединенных цифференцирующего блока и блока задержки и ключ, источник питания тензодатчиков, коммутатор каналов, соединенный через аналогоцифровой преобразователь с измерительным входом цифровой вычислительной машины, другой вход которой соединен с выходом коммутатора каналов по цепи кода номера канала, блок задержки импульса запуска, выход которого подключен к запускающему входу коммутатора каналов, о т л ича юшее с я тем, что, с цепьюповышения помехоустойчивости, оно снабжено в каждом канапе уцравияемым аттенюатором, первый вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — ко входам дифференцирующего блока и коммутатора

:каналов, блоком порога по производной сигнала, вход которого соединен со схемой сравнения, а первый выход — с ключом, формирователем опорного и измерительного напряжений, первый вход которого сое« дннен с выходом источника питания, второй вход — с входом блока задержки импульса запуска, третий вход — с входом коммутатора каналов, четвертый — со вторым выходом блока порога llo производной сигнала, а первый выход соединен со вторым входом управляемого аттенюатора, блоком коммутации питания, первый вход которого подключен ко второму выходу формирователя опорного и измерительного напряжений, второй вход - к третьему входу формирователя опорного и измеритепьного напряжений, выход — ко входу тенэодатчика, а выход блока задержки импульса запуска соединен с входом схемы сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

%423055, кл. 5 01 R 17/10, 1971.

2. Авторское видетельство СССР

%462981, кп. G 01 В 7/18, 1974.

657239

Импульс запуска аЮые льсы

Составитель B. Писаревский

Редактор Л. Батанова Техред М. Петко Корректор F. Г1апп

Заказ 1776/37 Тираж 865 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГ1П Г!атент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4