Многоканальный цифровой динамометр

 

А, В. Павлов, О. К. Руденко, И р, В :-6. Амурский, В. K. Гарипов и .Б. Т. Добрива- " "".1; /!

Г.. )P;,:-. Д / (72) Авторы изобретеиия (71) Заявитель (5Й) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦйфРОВОЙ ДИНАИОИЕТР

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для регистрации усилий, оперативной оценки усилий, превышающих заданные допустимые значения, и оценки распределения усилий при ограниченном числе датчиков на исследуемом объекте в ряде различных измерений.

Известен цифровой динамометр, со1о держащий преобразователь усилия в код, соединенный через арифметический блок с коммутатором, выход которого подключен к входу преобразователя кода в усилие, связанного с индикатором, выполненным в виде блока цифровой индикации, и стабилизированный источник питания указанных блоков и преобразователя (1 ).

К недостаткам известного динамометра относятся низкая точность и невозможность регистрации заданных допустимых усилий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой динамометр, содержащий преобразователь усилия в код, соединенный через арифметический блок с сигнальным входом коммутатора, выход которого связан со входом преобразователя кода в усилие, первый выход котороГо соединен с первым входом блока цифровой индикации, а второй выход связан с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока свето" вой индикации, второй выход подключен к входу блока управления, а другой вход блока сравнения подключен к первому выходу блока управления, вторрй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и управляющими входами блоков цифровой и световой индикации «2).

Однако и данный димамометр характеризуется низкой точностью изме

944101 рений, обусловленной отсутствием возможности оперативной оценки те» кущей погрешности и ограниченным числом датчиков, которое не позволяет оценить распределение усилий на исследуемом объекте.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, 1О что в многоканальный цифровой дина-мометр, содержащий преобразователь усилия в код,.соединенный через арифметический блок с сигнальным входом коммутатора, выход которого связан со входом преобразователя кода в усилие, первый выход которого соединен с первым входом блока цифровой индикации, а второй выход связан с первым входом блока сравнения, первый вход которого соединен с первым входом блока световой индикации, второй вход подключен к входу блока управления, другой вход блока сравнения подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и управляющими входами блоков цифровой и све. товой индикации, введены цифровой интерполятор, три элемента И, элемент

И-НЕ и блок калибровки, причем вход блока калибровки подключен к четвертому выходу блока управления, а выходы подключены к сигнальному входу коммутатора и второму"входу блока цифровой индикации, управляющий вход

nepeoro элемента И подключен к входу блока калибровки, сигнальный вход первого элемента И соединен с пятым

40 выходом блока управления, а выход подключен к управляющему входу арифметического блока, сигнальный вход второго элемента И подключен к второму входу преобразователя кода в усилие управляющий вход второго элемента И

45 соединен с шестым выходом блока управления, а выход подключен к перво му входу блока сравнения, сигнальный вход элемента И-НЕ подключен к выходу компаратора,выход элемента И-НЕ соеди- 50 нен с входом преобразователя усилия в код, а управляющий вход подключен к седьмому выходу блока управления, соединенному с управляющим входом третьего элемента И, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу элемента И-НЕ, а выход связан с первым входом цифрового интерполятора, второй и третий выходы которого подключены соответственно к восьмому и девятому выходам блока управления, а выход соединен с третьим входом блока цифровой индикации и вторым входом блока световой индикации.

При этом цифровой интерполятор содержит два входных элемента памяти, выходы которых подключены к входам элемента предварительной интерполяции, выход последнего подключен к цепи из и последовательно соединенных звеньев, каждое из которых состоит из элемента И и интерполирующего элемента, соединенных последовательно, и порогового элемента, вход которого подключен к второму входу элемента И, при этом выходы интерполирующих элементов и элемента предварительной интерполяции соединены между собой и являются выходом цифрового интерполятора, управляющим входом которого являются соединенные между собой входы пороговых элементов, подключенные к выходу блока вычисления обратного коэффициента взаимной корреляции, вход которого соединен с сигнальными входами входных элементов памяти и является первым входом цифрового интерполятора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого многоканального цифрового динамометра.

Динамометр содержит преобразователь 1 усилия в код, арифметический блок 2, коммутатор 3., преобразователь

4 кода в усилие, индикатор 5, выполненный в виде блока 6 цифровой индикации и блоков 7, 8 и 9 световой индикации, блок 10 сравнения, состоящий из пороговых элементов 11, блок

12 управления, блок 13 калибровки, элемент И 14, элемент И-HE 15, элементы И 16 и 17, цифровой интерполятар !8, содержащий элементы 19 и 20 памяти, элемент 21 предварительной интерполяции, интерполирующие элементы 22 и 23, элементы И 24 и 25, пороговые элементы 26 и 27, блок 28 вычисления обратного коэффициента взаимной, корреляции.

Измеряемые усилия поступают на преобразователь 1 усилия в код и затем на вход арифметического блока 2, где они фиксируются. Коммутатор 3, находящийся на выходе арифметического блока 2, подключен через элемент

И-НЕ 15 к входу преобразователя 4 кода в усилие.

Предлагаемый многоканальный цифровой динамометр позволяет уменьшить искажения при оценке распределения усилий, регистрировать допустимые

5 9441

В режиме работы "Измерение" сигналы с коммутатора 3 проходят через элемент И-НЕ 15 и поступают на вход преобразователя 4 кода в усилие, затем с первого выхода блока 4 пре- s образованные величины поступают на первый вход блока 6 цифровой индикации, где регистрируются.

В режиме работы "Контроль превышения" с шестого выхода блока l2 управления на управляющий вход weмента И 16 поступает сигнал разрешения и преобразованные величины с второго выхода преобразователя 4 кода в усилие поступают через. элемент

И 16 на вход блока 10 сравнения. При превышении преобразованной величиной усилия допустимого значения с второго выхода блока 10 сравнения поступает сигнал на вход блока 12 10 управления, цикл опроса прерывается, осуществляется подключение той же самой ячейки из арифметического блока

2 и на первый вход блока 7 световой индикации поступает сигнал, указывающий на наличие превышения допуска, а на управляющий вход блока 7 с третьего выхода блока 12 управления поступает сигнал указания места или номера параметра, вышедшего за допуск. Прекращение вызова на индикатор содержимого ячейки арифметического блока 2 после фиксации тенденции изменения величины усилия по данному каналу в ту или иную сторону осуществляется сигналом с второго выхода блока 12 управления. С первого выхода блока 12 управления регулируется подстройка величины допусков в блоке 10 сравнения в соответствии с 40 заранее выбранным для каждого канала допустимым значением величины усилий:..

В режиме работы "Рельеф" с седьмого выхода блока 12 управления посту. пает сигнал на управляющий вход элемента И-НЕ 15 и одновременно на управляющий вход элемента И 17, что приводит к формированию пути прохождения сигнала с выхода коммутатора 3 через- элемент И 17 на первый вход цифрового интерполятора 18. Далее сигналы, соответствующие двум точкам съема, фиксируются на элементах 19 и

20 памяти и в блоке 28 вычисления обратного коэффициента взаимной корреляции. Величина коэффициента взаимной корреляции и степень интерполяции связаны обратной пропорциональной зависимостью, т. е. при уменьшении

01 6 коэффициента степени интерполяции возрастает. Поэтому для осуществления последовательного подключения интерполирующих элементов 22 и 23 блок

28 выполнен так, что с его выхода на управляющие входы интерполирующих элементов поступает величина, обратная коэффициенту взаимной корреляции.

При превышении установленных пороговых значений срабатывают соответст. вующие элементы И 24, 25 и подключают ся последующие интерполирующие элементы. Степень интерполяции возрастает, обеспечивая учет взаимосвязи между интерполируемыми точками. Если значение обратного коэффициента не превышает ни одного из заранее установленных значений пороговых элементов 26 и 27, то фиксируемые значения сигналов пройдут только через элемент

21 предварительной интерполяции, с выхода которого сигнал сразу поступает на третий -вход блока 6 цифровой индикации и на второй вход блока 9 световой индикации промежуточных значений сигнала.

B режиме работы "Калибровка" с четвертого и пятого выходов блока 12 поступают сигналы на управляющие входы соответственно блока l3 калибровки и элемента И 14, а также на сигнальный вход элемента И 14. С выхода элемента И 14 на управляющий вход арифметического блока 2 поступает сигнал запрета прохождения фиксируемых усилий, а на сигнальный вход коммутатора 3 поступают калиброванные сигналы, величина которых регистрируется непосредственно блоком 6 цифровой индикации через второй его вход, и после прохождения сигналов через функциональную схему устройства они регистрируются на блоке 6 цифровой индикации через его первый вход. Блоком l2 управления с третьего выхода осуществляется син хронизация индикации регистрируемых результатов через управляющий вход блока 6. Такое схемное решение позволяет оперативно оценить текущую

:погрешность измерения регистрируемых усилий, определить диапазон измерения для различных случаев и произвести тарировку. устройства в целом.

944101 8

Формула изобретения

1. Многоканальный цифровой динамометр, содержащий преобразователь усилия в код, соединенный через арифметический блок с сигнальным входом коммутатора, выход которого связан i5 с входом преобразователя кода в усилие, первый выход которого соединен с йервым входом блока цифровой индикации, а второй выход связан с первым входом блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом блока световой индикации, второй выход подключен к входу блока упраале"

Авторское свидетельство СССР

Н $39229, кл. С 01 N 1/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

И 682774, кл. С 01 N 1/04, 1977. усилия и фиксировать моменты превышения ими заданных уровней. Введение. операций калибровки и тарировки позволяет расширить область применения данного устройства, т. е. устройство становится универсальным. ния, другои вход блока сравнения подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и управлякицими входами блоков цифровой и световой индикации, о т л и ч а - З0 ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в наго аае" дены цифровой интерполятор, три элемента И,. элемент И-HE. и блок калибровки, вход которого подключен к

133 четвертому выходу блока управления, а выходы подключены к сигнальному вхо ду коммутатора и второму входу блока цифровой индикации, управляющий вход первого элемента И подключен к входу блока калибровки, сигнальный вход первого элемента И соединен с пятым выходом блока управления, а выход подключен к управляющему входу арифметического блока, сигнальный вход

45 второго элемента И подключен к второму выходу преобразователя кода в усилие, управляющий вход второго элемента И соединен с шестым выходом блока управления, а выход подключен к первому входу блока сравнения, сигнальный вход элемента И-НЕ подключен к выходу коммутатора, выход элемента И-HF соединен с входом преобразователя усилия а код, а управляющий вход подключен к седьмому выходу блока управления, соединенному с управляющим входом третьего элемента И, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу элемента И-НЕ, а выход связан с первым входом цифрового интерполятора, второй и третий выходы которого подключены соответственно к восьмому и девятому выходам блока управления, а выход соединен с третьим входом блока цифровой индикации и вторым входом блока световой индикации.

2. Динамометр по fl. 1, о т л ffч а ю шийся тем, что цифровой интерполятор содержит два входных элемента памяти, выходы которых под,ключены к входам элемента предвари,"тельной интерполяции, выход последнего подключен к цепи из и последовательно соединенных звеньев, каждое иэ которых состоит из элемента И и интерполирующего элемента, соединенных последовательно, и порогового элемента, вход которого подключен к второму входу элемента И, при этом выходы интерполирующих элементов и элемента предварительной интерполяции соединены между собой и являются выходом цифрового интерполятора, управляющим входом которого являются соединенные между собой входы пороговых элементов, подключенные к выходу блока вычисления обратного коэффи,циента взаимной корреляции вход ко;торого соединен с сигнальными входа ми входных элементов памяти и явля:ется первым, входом цифрового интерполятора. (Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

944101

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5155/75

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л; Колосков

Редактор И. Келемеш Техред А. Ач, Корректор Г. Решетник