Устройство для измерения деформа-ций
с;оюз советских
Социалистических
Испублик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 090878 (21) 2653895/25-28 1) М с присоединением заявки Йо (23) Приоритет
G 01 В 7/16
Государственный комнтет
СССР но делам нзобретеннй н открытий
Опубликовано 300131. Бюллетень М 4
Дата опубликования описания 300181 (53) УДК 531. 781. 2 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б.К.Куприк и А.И.Двойниченко (7 1) 3 а яв н тель (54) устРОЙстВО для измеРения деФОРмАций
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам для измерения ме. ханических деформаций и напряжений.
Известны устройства для измерения деформаций, которые содержат тензорезисторный мост и источник питания тензомоста, присоединенный к диагонали питания (1).
Такие измерительные устройства, дакщие результаты измерений в виде электрического сигнала, не позволяют выделять и измерять с повышенной точностью деформации в области их экстремальных значений.
Наиболее близкое к предлагаемому устройство для измерения деформаций содержит тензомост и источник питания тензомоста с электрически управляемым выходным напряжением, с источником питания соединен своим выходом определитель экстремума электрических сигналов, который предназначен для управления выходным напряжением источника, со входом определителя экстремума связан своим выходом тензоусилитель, ко входу которого присоединен вспомогательный тензомост своей измерительной диагональю . (2 1.
Такое выполнение известного устройства позволяет в момент достижения экстремальных значений деформациями повысить на некоторое время напряжение источника питания и тем самым увеличить масштаб выходного сигнала устройства. Благодаря повышению масштаба повышается точность результатов измерений экстремальных значений деформаций.
Однако в окрестности экстремальных деформаций выходной сигнал вспомогательного тензомоста изменяется медленно. Поэтому крутизна выходного
15 сигнала определителя экстремума, деформирующего входной сигнал, оказывается небольшой. Причем эту крутизну трудно увеличить, поскольку величина входных и выходных сигналов
20 определителей экстремума имеет естественные ограничения. Такие свойства определителей экстремума не позволяют с нужной точностью выделить момент экстремума. В результате, чтобы
25 охватить нужную окрестность экстремума измерениями, источник питания тензомоста должен создавать достаточно длительный импульс повышенного выходного напряжения. Но большая
30 длительHocTb импульса повышенного
800 6 17 напряжения вызывает существенный нагрев тензорезисторов тензомоста и, как следствие, снижение точности результатов измерений.
Цель изобретения — повышение точности результатов измерений экстремальных деформаций путем уменьшения перегрева тенэомоста, вызванного импульсом повышенных значений выходного напряжения от источника питания.
Указанная цель достигается тем, что устройство. для измерения деформаций снабжено суммирующим усилителем с двумя входами, который соединен выходом со входом определителя экстремума, а одним из своих входов — с выходом тензоусилителя. Устройство содержит также источник опорного напряжения, соединенный со вторым входом суммирующего усилителя, второй тензоусилитель, соединенный выходом с диагональю питания вспомогательного тензомоста, и второй вспомогательный тензомост, соединенный измерительной диагональю со входом второго тензоусилителя, а диагональю питания †.с выходом суммирующего усилителя.
На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения деформаций.
Тензомост и источник питания тензомоста с управляемым выходным напряжением показаны одним блоком 1. К источнику питания тензомоста присоединен определитель 2 экстремальных значений электрических сигналов. его вход соединен с суммирующим усилителем 3, имеющим два входа. Первый вход суммирующего усилителя 3 соединен с выходом тензоусилителя 4, а второй — с источником 5 опорного напряжения. Вспомогательный тензомос . б измерительной диагональю соединен со входом тензоусилителя 4, а диагональю питания — со вторым тензоусилителем 7. Второй вспомогательный тензомост 8 соединен измерительной диагональю со входом тензоусилителя
7, а диагональю питания — с выходом суммирующего усилителя 3.
Устройство работает следующим образом ..
Тензорезисторы основного тензомос та (не показан), входящего в блок 1, и тензорезисторы вспомогательных тензомостов б и 8 наклеивают на испытуемую конструкцию. Конструкцию нагружают переменной нагрузкой, в результате действия которой..в ней возникнут переменные деформации
Ер cost@ t (1) где Ео- начальная деформация.
Под воздействием деформаций (1) бу дет периодически изменяться коэффициент передачи цепочки, состоящей из. вспомогательных тензомостов б и 8 и тензоусилителей 4 и 7, эта цепочка охватывает усилитель 3 положительной обратной связью. Поскольку с первым входом усилителя 3 соединен источник постоянного опорного напряжения, а второй вход соединен с выходом цепочкой обратной связи, у которой периодически изменяется ко- (эффициент передачи, то на выходе усилителя 3 возникнет периодически изменяющееся несинусоидальное напряжение той же частоты, что и частота
Ю деформаций (1). Его величина будет определяться зависимостью
U — К К со9 геЕ
Я где V
3
ПРимеРно во столько же раз повышается точность определения момента достижения деформацией максимума.
Формула изобретения
Устройство для измерения деформаций, содержащее тензомост, источник питания .тензомоста с электрически управляеьигм выходным напряжением, б5 определитель экстремума электричес15
3 напряжение на выходе усилителя 3, наибольший коэффициент передачи по цепи от выхода усилителя 3 через вспомогательные тензомосты б и 8 и тензоусилители 4 и 7 до входа усилителя 3;
К вЂ” коэффициент усиления усили3 теля 3, 25 Чо — опорное напряжение, uu — круговая частота, t — время.
Если величина K> ° K меньше единицы, но близка к ней, то в области максимума сигнала (2) его изменение
ЗО будет происходить значительно быстрее, чем обычного синусоидального сигнала, хотя в области минимума изменение идет почти так же, как у обычной синусоиды.
З5 По этой причине при достижении деформацией максимальных значений определителю экстремума удается с повышенной точностью выделить момент максимума, а это позволяет выбрать
® меньшую ширину импульса повышенного значения выходного напряжения источника питания тензомоста в .блоке 1.
В результате тензорезисторы тензомоста .в блоке 1 перегреваются меньше, что приводит к повышению точности результатов измерений максимальных деформаций.
Предлагаемое устройство позволяет получить более высокую крутизну сигнала определителя экстремума в и раз, где
800617
Составитель Ю.Востриков
Редактор М.Лысогорова Техред;А.Бабинец Корректор N.Øàðîøè
Заказ 10394/47 Тираж 653 Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобрел ений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Payhtcxas наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ких сигналов, соединенный своим выходом с источником питания, тензоусилитель, связанный своим выходом со входом определителя экстремума, и вспомогательный тензомост, соеди.— ненный измерительной диагональю со входом тензоусилителя, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности результатов измерений экстремальных деформаций путем уменьшения перегрева тензомоста от источника питания, оно снабжено суммирую;.щим.,усилителвм с двумя-входами, который соединен своим выходом со вхоропе определителя экстремума и одним из своих входов с выходом тензоусилителя, источником опорного напряжения, соединенным со вторым входом суммирующего .усилителя, вторым тензоусилителем, соединенным своим выходом с диагональю питания вспомогательного тенэомоста, и вторым вспомогательным тензомостом, соединенным измерительной диагональю со входом, второго тензоусилителя, а диагональю питания — с выходом суммирующего усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ® 1. Тензометрия в машиностроении.
Справочное пособие. Под ред. к.т.н.
P.À.Ìàêàðîâà. М., "Машиностроение", 1975, с. 32, рис. 176.
15 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2538057/18-21, кл. G 01 В 7/16, 25.10.77 (прототип). ч
