Тензометрическое устройство с прямоугольным напряжением питания моста

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >781704 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030179 (21) 2706290/26-21 (51)М. К . с присоединением заявки ¹

G 0I R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 2Ы180. Бюллетень ¹ 43 (53) УДК 621 317

° 733 (088. 8) Дата опубликования описания 2 1180 (72) Авторы изобретения

Н. И. Морозов, Г.В. Родзевич и В. Д. Шпон (71) Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОИСТВО С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ МОСТА

Изобретение относится к измери-. тельной технике, в частности к тенэометрической аппаратуре на несущей частоте с прямоугольным напряжением питания измерительных мостов.

Известна тензометрическая аппаратура с прямоугольным напряжением питания мостов, содержащая генератор тактовых импульсов, делитель частоты, возбудитель демодулятора, устройство формирования напряжения питания измерительного моста, первый усилитель, ключевое устройство, второй усилитель, инвертор, демодулятор, фильтр и вы ходной усилитель P1). 15

В указанной аппаратуре влияние паразитных выбросов на фронтах измеряемого напряжения в значительной степени уменьшается за счет стробирования, которое выполняется ключевым устрой- 20 ством, размещенным между первым и вторым, усилителем.

Недостатком этой аппаратуры является отсутствие гальванического разделения между измерительными мостами 25 и входами аппаратуры, что приводит к снижению помехозащищенности аппаратуры по отношению к помехам, возникающим между точками заземления аппаратуры и объекта тенэометрирования, 30 удаленных друг от друга иногда на сотни метров. При значительной энергонасыщенности современных измерительных залов и стендов уровень помехи между точками заземления объекта и аппаратуры достигает величины, затруДняющей измерение сигналов низкого уровня.

Известна аппаратура для измерения деформаций и температур, содержащая задающий генератор, устройство питания мостов, измерительные мосты, входной трансформатор, усилитель, ключевые и выходные устройства, в которой осуществлена гаотьваническая развязка между измерительными мостами и аппаратурой эа счет применения входного трансформатора с незаземленной первичной обмоткой (21.

Недостатком устройства является невысокая точность, так как емкость, шунтирующая плечо моста, будет изменяться в значительных пределах, то это приведет к погрешности в измерениях, учет которой весьма затруднителен, так как длительность переходного процесса зависит от выходного сопротивления моста, индуктивности трансформатора, емкости входного кабеля и т.п.

781704

Формула изобретения

Тензометрическое устройство с прямоугольным напряжением питания моста, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, блок питания моста, измерительный мост, входной трансформатор, усилитель, ключевой и выходной блоки, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последо5 вательно соединенн,и формирователем и вторым ключевым блоком, вход которого подключен параллельно любой из обмоток входного трансформатора, а вход формирователя — к выходу задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проспект фирмы Брюль и Къер

"Тензоиндикатор 1526".

5 2. Беклемишев А.И. и др. Сб. работ по измерительным и вычислительным системам для исследования аэродинамики, динамики и прочности летательных аппаратов, ЦАГИ, вып. 1599, 1977.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставлейная цель достигается тем, что тензометрическое устройство, содержащее последовательно соединенный задающий генератор, блок питания моста, измерительный мост, входной трансформатор, усилитель, ключевой и выходной блоки, снабжено последовательно соединенными формирователем и вторым ключевым блоком, вход которого подключен параллельно любой из обмоток входного трансформатора, а вход формирователя — к выходу задающего генератора.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого тензометрическо- 15 го устройства с прямоугольным напряжением питания моста; на фиг. 2 эпюры напряжений.

Тензометрическое устройство содержит задающий генератор 1, один вы- 2О ход которого соединен через блок 2 питания мостов с диагональю 3 питания моста. Второй выход задающего генера тора соединен с ключевым блоком 4 и формирователем 5. Измерительная диа гональ моста соединена с первичной обмоткой входного трансформатора 6, причем параллельно, одной из его обмоток (например вторичной) подсоединен второй ключевой блок 7, соединенный с выходом формирователя 5. Ко 30 вторичной обмотке трансформатора последовательно присоединены усилитель

8, первый ключевой блок 4 и выходной блок 9.

Работу схемы можно проиллюстриро- 35 вать эпюрами напряжений (см. фиг. 2, эп. 1-6).

В задающем генераторе 1 вырабаты- ваются прямоугольные импульсы (эп. 1), которые затем подаются на блок 2 пи- 4 тания мостов, где происходит логическое деление частоты генератора до значения несущей частоты и усиления полученного напряжения по "мощности (эп. 2). Кроме того, в задающем генераторе формируются импульсы управления ключевым блоком 4 (эп. 3) и формирователем 5 (эп. 4). С выхода устройства питания моста напряжение подается"на диагональ питания моста.

Сигнал с выхода измерительных мос- 5 тов (эп. 5) поступает на входной трансформатор 6, причем к моменту формирования на фронтах напряжения с моста паразитных выбросов одна из обмото трансформатора (на фиг. 1 вто-. 5 ричная) замыкается накоротко вторым ключевым блоком 7 и остается- в таком состоянии до окончания переходного процесса. Это существенно уменьшает напряжение самоиндукции на первичной обмотке трансформатора и сокращает длительность паразитного выброса за счет уменьшения постоянной времени заряда паразитной емкости в мосте.

Управление вторым ключевым блоком осуществляется от формирователя 5.

С выхода трансформатора сигнал поступает на усилитель 8 и далее на первый ключевой блок 4, управление которым осуществляется импульсами с задающего генератора 1. Импульсы управления первым ключевым блоком по длительности перекрывают импульсы управления вторым ключевым блоком и располагаются симметрично относительно фронтов напряжения питания мостов с тем, чтобы исключить коммутационные выбросы напряжения, образующиеся при работе второго ключевого устройства,и уменьшать погрешность за счет конечного значения индуктивности первичной обмотки входного трансформатора при изменении выходного сопротивления моста. С выхода первого ключевого блока измеряемый сигнал (эп. 6) поступает на выходной блок 9.

Полученные результаты показали, что введение тензометрической аппаратуры со входным трансформатором позволяет существенно повысить точность измерений при "сохранении высокой помехозащищенности, присущей аппаратуре с гальваническим разделением, входных и усилительных цепей.