Тензометрическое двухканальное устройство

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВФЩЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (u)987377 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 220179 (21) 2715111/25-28! и}м.Ns.

6 01 В 7/16 с присоединением заявки ¹Государственный комятет

СССР

flo делам нзобретеннА а открыткА (23) Приоритет (Я31 УДК 5 31 ° 781 °.2(088.8) Опубликовано.070133 Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 070183., М.Д. Карабецкий, В.В. Литвинов и Л.Я./Яловенко

Ф с

/ i

Ордена Ленина институт кибернеттйж """ :ц,, AH Украинской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения деформации и усилий.

Известно тензометричеакое устройство, содержащее два тензомоста, каждый из которых подсоединен на вход коммутатора, последовательно соединенного с усилителем, фазочувствительным демодулятором, фильтром низкой частоты, аналого-цифровым преобразователем и регенератором $1)..

Недостатком тенэометрического устройства является низкая чувствительность, обусловленная величинами . погрешности, вносимой коммутатором.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала измерения, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных тенэомоста и фильтра квадратурной составляющей, усилитель, на входы которого подсоединены выходы фильтров квадратурной составляющей, выходы усилителя подключены на входы двух фазочувствнтельных демодуляторов, каждый из которых последовательно соединен с фильтром низкой частоты и регистратором, генератор напряжения несущей частоты, выходы которого соединены с входами тензомоста и

Фильтра квадратурной составляющей первого канала и входом одного из фазочувствительных демодуляторов, фазовращатель, вход которого соединен с одним нз входов генератора напряжения несущей частоты, а выхоцыс входами тензомоста, входом фильтра квадратурной составляющей второго канала и входом другого фаэочувствительного демодулятора 2).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения из-эа неидентнчности амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик узлов и элементов, входящих в тензометрическое двухканальное устройство.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала из>> мерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных тензомоста и фильтра квадратурной составляющей, усилитель, на входы которого подсоединены выходы Фильтров квадЗО натурной составляющей,. последователь«

987377 но соединенные фаэочувствительный демодулятор, фильтр низкой частоты и регистратор, выход усилителя подкхпочегг на вход фаэочунствительного демодулятора, генератор напряжения несущей частоты, выход которого соединен с входагли тензомоста и фильтра кнадратурной составляющей первого канала, фаэовращатель, вход которого соединен с одним из выходов генератора напряжения несущей частоты,а выход — с входами тензоглоста и фильтра квадратурной составляющей второго канала, снабжено аналогоцифроным преобразователем, вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты и комглутатором, первый вход которого соединен с выходом генератора напряжения несущей частоты, второй вход соединен с выходом фаэонращателя, вход управления соединен с управляющим выходом регистратора, а выход — с опорным входогл фазочувствительного демодулятора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаеглого устройства.

Тензометрическое двухканальное устройстно содержит в первом канале последовательно соединенные тензомост 1, фильтр 2 квадратурной состанляющей, усилитель 3, фазочувствительный демодулятор 4 с фильтром 5 низкой частоты, аналого-цифровой преобразователь б (AIIn) и регистратор 7. Второй канал иэглерений содержит последонательно соединенные тензомост 8, .фильтр низкой частоты и усилитель 3. Выход регистратора 7 соединен с входом управления коммутатора 10, первый вход которого-соединен с выходом генератора 11 напряжения несущей частоты, второй вход соединен с выходом фаэовращателя 12, а выход коммутатора 10 соединен с опорным входом фазочувствительного деглодулятора 4. Выход генератора 11 несущей частоты соединен с тенэомостом 1, фильтром 2 квадратурной составляющей и входом фаэовращателя 12. Выход фазовращателя 12 соединен с тензомостом 8 и фильтром 9 квадратурной составляющей.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания тензоглоста 1 и опорное напряжение фильтра 2 кнадратурной составляющей сдвинуто но фазе на 90 по отношению к напряжению питания тензомоста 8 и опорному напряжению фильтра 9 квадратурной составляющей. Для этого напряжение генератора 11 несущей частоты, являкицегося источником питания тенэомостов 1 и 8 и источником опорного напряжения фильтров 2 и 9 квадратурной, составляющей и фазочувствительного демодулятора 4, сдвигается по фазе

50

Тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала

65 измерения, каждый иэ которых состоI5

35 фаэовращателем 12, а затеи подается на тенэомост 8 и фильтр 9 квадратурной составляющей. В результате этого на входах фчльтров 2 и 9 квадратурной составляющей образуются модулированные колебания, у которых напря-, жения несущих частот сдвинуты на 90

С выходов фильтров 2 и 9 кнадратурной составляющей сигналы подаются на вход усилителя 3 и после усиления поступают на сигнальный вход фазочувствительного демодулятора 4, на опорный вход которого подается опорное напряжение с выхода коммутатора 10. Таким образом, на опорный вход фаэочувствительного демодулятора 4 поступают поочередно коммутируемые напряжения,синфазные, соответственно, с напряжением питания тенэомостов 1 и 8.

В интервале, когда на фазочувствительный деглодулятор 4 с выхода коммутатора 10 подается напряжение, синфазное с напряжением питания тенэомоста 1, на выходе демодулятора 4 ,возникает сигнал, пропорциональный величине выходного напряжения тензомоста 1. В интервале, когда на демодулятор 4 с выхода коммутатора 10 подается напряжение синфаэное с напряжением питания тензоглоста 8, на выходе деглодулятора 4 возникает сиг- нал, пропорциональный величине выходного напряжения тенэомоста 8.

Длительность указанных интерналов определяется длггтельностями периодов низкочастотных сигналов на выходах тенэомостон 1 и 8. С выхода фазочувствительного демодулятора 4 сигнал поступает на вход фильтра 5 низ кой частоты, cего выхода — на вход АЦП б.

AIJII б преобразует аналоговый сигнал в цифровой код, пропорциональный амплитудному значению входного сигнала, который поступает на вход регистратора 7. Регистратор 7 индицирует результат измерения и управляет работой коммутатора 10, разрешая переключение его после завершения предыдущего измерения.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности измерения за счет снижения аппаратурных погрешностей, связанных с неидентичностью амплитудно-частотных и фаэочастотных характеристик узлов и элементон, входящих в устройство.

Формула изобретения

987377 ит иэ последовательно соединенных тензомоста и фильтра квадратурной составляющей, усилитель, на входы которого подсоединены выходы фильтров

-квадратурной составляющей, последовательно соединенные фаэочувствитель- 5 ный демодулятор, фильтр низкой частоты и регистратор, выход усилителя подключен на вход фазочувствительно- го демодулятора, генератор напряжейия несущей частоты, выход которого >0 соединен с входами тензомоста и фильтра квадратурной составляющей первого канала, фаэовращатель, вход которого соединен с одним из выходов генератора налряжения несущей часто- 15 ты, а выход — с входами тензомоста и фильтра квадратурной составляющей второго канала, о т л н ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повыщения ,точности измерения, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты и коммутато-. ром, первый..вход которого соединен с выходом генератора напряжения несущей частоты, второй вход соединен с выходом фазовращателя, вход управления соединен с управляющим выходом регистратора, а выход -- с опорным входом фазочувствительного демодуля- тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды 3Х конференции по автоматическому контролю и методам электрических измерений. Новосибирск, "Наука", 1970, 169.

2. Авторское свидетельство СССР

9 268680, кл. G Oi В 7/16, 1967 g прототип).

987377

Составитель В. Писаревский

Редактор A. Ыишкина Техред М. Костик

Корректор Г. Решетник

Подписное филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10277/25 Тираж 600

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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