CN109974908A - 一种拉力或压力测量与超限报警电路 - Google Patents
一种拉力或压力测量与超限报警电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109974908A CN109974908A CN201910298563.6A CN201910298563A CN109974908A CN 109974908 A CN109974908 A CN 109974908A CN 201910298563 A CN201910298563 A CN 201910298563A CN 109974908 A CN109974908 A CN 109974908A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- resistance
- output
- input terminal
- pulling force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/225—Measuring circuits therefor
- G01L1/2262—Measuring circuits therefor involving simple electrical bridges
Abstract
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,包括应变片、桥式检测电路、仪用运算放大器、报警值设定电路、滞回比较器、报警电路、电压表头和电源模块,应变片贴于待检测物体上;特征在于:应变片组成桥式检测电路,桥式检测电路的输出经仪用运算放大器输入至滞回比较器的一个输入端,报警值设定电路的输出接于滞回比较器的另一个输入端上;滞回比较器的输出与报警电路的控制端相连接。本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,不仅可实时获取拉力或压力值,而且可根据实际需求设定报警值,当测量值超过报警值时,则通过报警电路发出报警信号,巡检人员通过观察是否有报警信号发出,避免了安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉力或压力测量与超限报警电路,更具体的说,尤其涉及一种设定值可进行调节的拉力或压力测量与超限报警电路。
背景技术
拉力和压力测量是教学实验、生产生活、工程建设等领域,经常用到的两个重要参数,如金属材料的拉伸和压缩实验,桥梁或楼宇主体部位的应力监测等,都需要根据物体的形变来表征被测对象的受压或受拉状态。拉力和压力的测量通常是利用应变片来实现的,应变片贴在被测物体上随物体发生形变,进而转化为自身电阻的变化,来实现物体受压或受拉情况的测量。
现有的拉力或压力测量装置,基本只能实现应变力的测量及传输,并不具备应变力超限报警,以及超限报警值的设定,譬如桥梁结构检测,不仅关心桥梁结构的受拉或受压作用力的大小,而且还对拉力或拉力是否超限感兴趣,在作用力超限的情况下需要发出警告,以便采取应对措施。监测装置的超限报警值不可调节或不可设定,会限制监测装置的使用范围;不能进行报警,不利于现场观察出拉力或压力超限点或超限部位。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点,提供了一种设定值可进行调节的拉力或压力测量与超限报警电路。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,包括应变片、桥式检测电路、仪用运算放大器、报警值设定电路、滞回比较器、报警电路、电压表头和电源模块,应变片贴于待检测物体上,用于将被测物体的形变转化为电信号;其特征在于:应变片组成桥式检测电路,桥式检测电路的输出经仪用运算放大器的放大处理后,输入至滞回比较器的一个输入端,报警值设定电路的输出接于滞回比较器的另一个输入端上;仪用运算放大器的输出和报警值设定电路的输出选择性地与电压表头相连接,电压表头显示测量值或设定的报警值;
滞回比较器的输出与报警电路的控制端相连接,滞回比较器对仪用运算放大器输出的测量值与报警值设定电路输出的报警值进行比较,当测量值低于设定值时,报警电路不报警;当测量值高于设定值时,滞回比较器控制报警电路发出报警信号。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,应变片用Rt表示,所述桥式检测电路由Rt和电阻R1、R2、R3组成,Rt与R1串联后的两端、R3与R2串联后的两端分别接于电源正和电源地上;所述仪用运算放大器由运算放大器U1A、U1B和U1C组成,U1A的同相输入端接于R3与R2的连接处,反相输入端经电阻R6与其输出端相连接;U1B的同相输入端接于Rt与R1的连接处,反相输入端经电阻R4其输出端相连接;U1C的同相输入端经电阻R8、电阻R9分别接于U1A的输出端、电源地上,反相输入端经电阻R7接于U1B的输出端,U1C的输出端经电阻R10与其反相输入端相连接;所述R6与R4经电阻R5相连接。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,所述报警值设定电路由电阻R13、R12和电位器RW1组成,R13、RW1和R12依次串联后的两端分别接于电源地和电源正上,所述滞回比较器由运算放大器U1D组成,U1D的反相输入端经电阻R11与U1C的输出端相连接,U1D的同相输入端经电阻R14后接于电位器RW1的可变电阻端;U1C的输出端形成测量值输出端ce,电位器RW1的可变电阻端形成报警值输出端she,ce和she经单刀双掷开关K选择性地与电压表头相连接。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,所述报警电路由PNP型三极管Q1、继电器K1和发光二极管D3组成,U1D的输出端依次经二极管D1和电阻R16后接于Q1的基极上,Q1的集电极接于电源地上,Q1的发射极与继电器K1的线圈串联后接于电源正上;继电器K1的常开点与电阻R17串联后的一端接于电源正上,另一端接于发光二极管的阳极上,发光二极管的阴极接于电源地上。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,所述电源模块由整流电路、滤波电路和DC-DC稳压模块组成,整流电路为由二极管D4、D5、D6、D7组成的H桥整流电路,滤波电路由电解电容E2构成,电解电容E2的两端接于H桥整流电路的输出端;所述DC-DC稳压模块采用型号为LM78H05-500-V的芯片,DC-DC稳压模块的输入端接于H桥整流电路的输出上,输出端对桥式检测电路、仪用运算放大器、报警值设定电路、滞回比较器和报警电路提供稳定电压。
本发明的有益效果是:本发明的拉力或压力测量与超限报警电路,贴于待检测物体上的应变片组成桥式检测电路,实现了将被测物体的形变信号转化为电信号,桥式检测电路的输出经仪用运算放大器的放大处理后,输入至电压表头和滞回比较器的一个输入端上;报警值设定电路的输出接至滞回比较器的另一个输入端上,这样,通过电压表头对测量值和报警值的显示,不仅可实时获取拉力或压力值,而且可根据实际需求设定报警值,当测量值超过报警值时,则通过报警电路发出报警信号,巡检人员通过观察是否有报警信号发出,来判断被测物体受压或受拉是否超限,如果超限,则采取相应措施,有效避免了安全事故的发生。
附图说明
图1为本发明的拉力或压力测量与超限报警电路的电路原理图;
图2为本发明的拉力或压力测量与超限报警电路的电路图。
图中:1应变片,2桥式检测电路,3仪用运算放大器,4报警值设定电路,5滞回比较器,6报警电路,7电压表头,8整流电路,9滤波电路,10 DC-DC稳压模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,给出了本发明的拉力或压力测量与超限报警电路的电路原理图,其由应变片1、桥式检测电路2、仪用运算放大器3、报警值设定电路4、电压表头7、滞回比较器5、报警电路6和电源模块组成,应变片1贴于被检测的物体上,用于将被测物体的形变转化为电信号。应变片1组成桥式检测电路2,桥式检测电路2将应变片1的电阻变化信号输入至仪用运算放大器3中,仪用运算放大器3对输入的应变片1的电阻变化信号放大后,再输入至滞回比较器5的一个输入端。
报警值设定电路4的输入接于滞回比较器5的另一个输入端上,报警值设定电路4的输出和仪用运算放大器3的输出与电压表头7选择性连接,这样,通常情况下,电压表头7对仪用运算放大器3输出的测量值进行显示,当需要对报警值设定时,则将报警值设定电路4的输出与电压表头7相连接,根据电压表头7显示的示数进行报警值设定。所示的电源模块由整流电路8、滤波电路9和DC-DC稳压模块10组成,整流电路8对交流电进行整流,将其转化为直流电,再经滤波电路9的滤波后输入至DC-DC稳压模块10,DC-DC稳压模块10的输出对各模块提供稳定电压。
滞回比较器5的输出与报警电路6的控制端相连接,当仪用运算放大器3输出的测量值小于报警值设定电路4输出的设定值时,滞回比较器5输出使报警电路6不产生报警的信号;当滞回比较器5检测到测量值大于设定值时,则控制报警电路6产生报警信号。
如图2所示,给出了本发明的拉力或压力测量与超限报警电路的电路图,所示的应变片1的阻值用Rt表示,Rt与电阻R1、R2和R3组成桥式检测电路2,Rt与R1串联后的两端、R3与R2串联后的两端均分别接于电源地和电源正上,电源正Vcc为+5V电压。仪用运算放大器3由运算放大器U1A、U1B、U1C组成,U1A的同相输入端接于电阻R3与R2的连接处,反相输入端经电阻R6接于其自身的输出端上。U1B的同相输入端接于Rt与R1的连接处,反相输入端经电阻R4接于其自身的输出端上。电阻R4与电阻R6经电阻R5相连接。
所示的运算放大器U1C的同相输入端经电阻R9、电阻R8分别与电源地、U1A的输出端相连接,反相输入端经电阻R7与U1B的输出端相连接。这样,运算放大器U1A、U1B和U1C共同实现了对应变片Rt电阻变化的运算放大,R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10决定仪用运算放大器3放大倍数的大小。
所示的报警值设定电路4由电阻R13、电位器RW1、电阻R12组成,R13、RW1和R12串联后的两端分别接于电源地和电源正上,滞回比较器5由运算放大器U1D组成,U1D的同相输入端经电阻R14接于电位器RW1的可变电阻端上,反相输入端经电阻R11接于U1C的输出端,R11起到耦合与隔离作用。电位器RW1的可变电阻端形成设定报警值输出端she,U1C的输出端形成测量值输出端ce,she和ce经单刀双掷开关K与电压表头7相连接,以选择性地对测量值和报警值进行显示。
当开关K打到ce上时,电压表头7显示的是拉力或压力的测量值,当开关K打到she上时,电压表头7显示的是拉力或压力的报警设定值,这样,根据所检测对象的实际情况,通过改变电位器RW1接于的电阻,并观察电压表头7显示的示数,可对报警值进行设定。当电位器RW1的滑动触头上移时,会增大接入U1D同相输入端上的电压,即增大了报警设定值,RW1的触头下移时,减小了接入U1D同相输入端上的电压,即减小了报警设定值。
所示的报警电路6由NPN型三极管Q1、继电器K1和发光二极管D3组成,U1D的输出端接于二极管D1的阳极上,D1的阴极经电阻R16接于三极管Q1的基极上,三极管Q1的集电极接于电源地上,Q1的发射极与继电器K1的线圈串联后接于电源正上,继电器K1线圈的两端并联有二极管D2,通过二极管D2的续流作用实现对K1线圈的保护。发光二极管D3的阴极接于电源地上,阳极与电阻R17和K1的常开点串联后接于电源正上。这样,当U1D输出高电平时,三极管Q1截止,继电器K1线圈不通电,K1不闭合,不发出报警信号;U1D输出低电平时,三极管Q1导通,继电器K1线圈通电,K1闭合,发光二极管D3发出报警信号。
所示整流电流8为由二极管D4、D5、D6和D7组成的H桥整流电路,输入的交流电(可为交流市电)经H桥整流电路的整流后,转化为直流电,再经由电解电容E2组成的滤波电路9进行滤波处理,滤波后输入至DC-DC稳压模块10中,DC-DC稳压模块10在电路中的标号为U2。DC-DC稳压模块10可采用型号为LM78H05-500-V的芯片,DC-DC稳压模块的输出对桥式检测电路2、仪用运算放大器3、报警值设定电路4、滞回比较器5和报警电路6提供稳定电压。
本发明的拉力或压力测量与超限报警电路的工作原理为:当拉力或压力不超限时,应变片1的电阻值变化较小,仪用运算放大器3中U1C输出的测量值低于电位器RW1的报警设定值,U1D输出高电平,三极管Q1截止,发光二极管D3不产生报警信号;当拉力或压力超限时,应变片1的阻值变化较大,仪用运算放大器3中U1C输出的测量值高于电位器RW1的报警设定值,U1D输出低电平,三极管Q1导通,发光二极管D3发出报警信号。
Claims (5)
1.一种拉力或压力测量与超限报警电路,包括应变片(1)、桥式检测电路(2)、仪用运算放大器(3)、报警值设定电路(4)、滞回比较器(5)、报警电路(6)、电压表头(7)和电源模块,应变片贴于待检测物体上,用于将被测物体的形变转化为电信号;其特征在于:应变片组成桥式检测电路(2),桥式检测电路的输出经仪用运算放大器的放大处理后,输入至滞回比较器的一个输入端,报警值设定电路的输出接于滞回比较器的另一个输入端上;仪用运算放大器的输出和报警值设定电路的输出选择性地与电压表头相连接,电压表头显示测量值或设定的报警值;
滞回比较器的输出与报警电路的控制端相连接,滞回比较器对仪用运算放大器输出的测量值与报警值设定电路输出的报警值进行比较,当测量值低于设定值时,报警电路不报警;当测量值高于设定值时,滞回比较器控制报警电路发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的拉力或压力测量与超限报警电路,其特征在于:应变片用Rt表示,所述桥式检测电路(2)由Rt和电阻R1、R2、R3组成,Rt与R1串联后的两端、R3与R2串联后的两端分别接于电源正和电源地上;所述仪用运算放大器(3)由运算放大器U1A、U1B和U1C组成,U1A的同相输入端接于R3与R2的连接处,反相输入端经电阻R6与其输出端相连接;U1B的同相输入端接于Rt与R1的连接处,反相输入端经电阻R4其输出端相连接;U1C的同相输入端经电阻R8、电阻R9分别接于U1A的输出端、电源地上,反相输入端经电阻R7接于U1B的输出端,U1C的输出端经电阻R10与其反相输入端相连接;所述R6与R4经电阻R5相连接。
3.根据权利要求2所述的拉力或压力测量与超限报警电路,其特征在于:所述报警值设定电路(4)由电阻R13、R12和电位器RW1组成,R13、RW1和R12依次串联后的两端分别接于电源地和电源正上,所述滞回比较器(5)由运算放大器U1D组成,U1D的反相输入端经电阻R11与U1C的输出端相连接,U1D的同相输入端经电阻R14后接于电位器RW1的可变电阻端;U1C的输出端形成测量值输出端ce,电位器RW1的可变电阻端形成报警值输出端she,ce和she经单刀双掷开关K选择性地与电压表头(7)相连接。
4.根据权利要求3所述的拉力或压力测量与超限报警电路,其特征在于:所述报警电路由PNP型三极管Q1、继电器K1和发光二极管D3组成,U1D的输出端依次经二极管D1和电阻R16后接于Q1的基极上,Q1的集电极接于电源地上,Q1的发射极与继电器K1的线圈串联后接于电源正上;继电器K1的常开点与电阻R17串联后的一端接于电源正上,另一端接于发光二极管的阳极上,发光二极管的阴极接于电源地上。
5.根据权利要求1所述的拉力或压力测量与超限报警电路,其特征在于:所述电源模块由整流电路(8)、滤波电路(9)和DC-DC稳压模块(10)组成,整流电路为由二极管D4、D5、D6、D7组成的H桥整流电路,滤波电路由电解电容E2构成,电解电容E2的两端接于H桥整流电路的输出端;所述DC-DC稳压模块采用型号为LM78H05-500-V的芯片,DC-DC稳压模块的输入端接于H桥整流电路的输出上,输出端对桥式检测电路(2)、仪用运算放大器(3)、报警值设定电路(4)、滞回比较器(5)和报警电路(6)提供稳定电压。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910298563.6A CN109974908A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种拉力或压力测量与超限报警电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910298563.6A CN109974908A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种拉力或压力测量与超限报警电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109974908A true CN109974908A (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=67084607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910298563.6A Pending CN109974908A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种拉力或压力测量与超限报警电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109974908A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111256576A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队 | 一种环保型结构变形预警装置、方法及系统 |
CN112798155A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-14 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种压力报警装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5748607A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-20 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
GB0711960D0 (en) * | 2007-06-21 | 2007-08-01 | Niftylift Ltd | Loan monitoring system |
CN202486253U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-10 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 漏电检测电路及其装置 |
CN203587253U (zh) * | 2013-09-30 | 2014-05-07 | 湖南爱民生态农业发展有限公司 | 一种大米抛光机压力检测电路 |
CN105241591A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种可调整的迟滞压力报警装置 |
-
2019
- 2019-04-15 CN CN201910298563.6A patent/CN109974908A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5748607A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-20 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
GB0711960D0 (en) * | 2007-06-21 | 2007-08-01 | Niftylift Ltd | Loan monitoring system |
CN202486253U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-10 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 漏电检测电路及其装置 |
CN203587253U (zh) * | 2013-09-30 | 2014-05-07 | 湖南爱民生态农业发展有限公司 | 一种大米抛光机压力检测电路 |
CN105241591A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种可调整的迟滞压力报警装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
瞿安连等: "《电子电路-分析与设计》", 30 April 2010, 华中科技大学出版社 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111256576A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队 | 一种环保型结构变形预警装置、方法及系统 |
CN112798155A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-14 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种压力报警装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203164326U (zh) | 一种电阻应变传感器的数显式检测装置 | |
CN201488988U (zh) | 模拟量点型可燃气体探测器 | |
CN109974908A (zh) | 一种拉力或压力测量与超限报警电路 | |
CN109588785A (zh) | 一种电子烟的防干烧控制电路 | |
CN107121589A (zh) | 一种数字式220kV输电线路验电器 | |
CN203643589U (zh) | 一种输电线路三维磁场检测系统 | |
CN105572517B (zh) | 一种避雷器在线监测智能带电接入保护装置及控制方法 | |
CN204009452U (zh) | 一种学生智能监控数据采集系统 | |
CN209560676U (zh) | 一种电气火灾报警系统 | |
CN207081411U (zh) | Gis伸缩节激光测距装置 | |
CN202903945U (zh) | 直流系统线路接地故障报警仪 | |
CN206699453U (zh) | 高压电力作业安全预警服 | |
CN210514359U (zh) | 一种基于超声波测量风速风向的传感检测电路 | |
CN105974332B (zh) | 本安电源性能动态测试系统 | |
CN205829654U (zh) | 电力设备通信测试仪 | |
CN210577736U (zh) | 一种养殖场用电安全监控装置 | |
CN208818793U (zh) | 一种电缆绝缘耐压自动检测装置 | |
CN107389147A (zh) | 一种具有报警功能的压力表 | |
CN205845269U (zh) | 变压器运行温度超限报警装置 | |
CN208369470U (zh) | 一种带测试监控功能的直流电源模块 | |
CN203722344U (zh) | 微电流感应供电型测温报警装置 | |
CN107228969A (zh) | 具有不同测量精度的多用途电流表及控制方法 | |
CN206741665U (zh) | 带电作业人员安全预警装置 | |
CN209148765U (zh) | 一种基于变电站的电压检测系统 | |
CN207937442U (zh) | 一种智能浊度仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190705 |