CS211749B1

CS211749B1 - Connection for plastic deformation measurement from hysteresis loop during dynamic material testing

Info

Publication number: CS211749B1
Application number: CS870780A
Authority: CS
Inventors: Milan Cervencl; Miroslav Kneifl
Original assignee: Milan Cervencl; Miroslav Kneifl
Priority date: 1980-12-11
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Zapojení pro měření plastické deformace z hysterézní smyčky při dynamických zkouškách materiálu. Zapojení řeší automatické odečítání a kontinuální záznam plastické deformace, zejména při dynamických zkouškách materiálů. Výstup snímače X deformace je spojen se signálovým vstupem spínače 2 první paměti a spínače 7_ třetí paměti. Ovládací vstup spínače 2 první, paměti je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 13 první paměti a výstup je spojen še vstupem první paměti J. Obdobně ovládaft, vstup spínače X třetí paměti je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 11 spínače třetí paměti a výstup je spojen se vstupem třetí paměti 8. Výstupy první paměti J a třetí paměti 8 jsou spojeny s prvním a druhým vstupem rozdílového zesilovače χ. Výstup rozdílového zesilovače X je spojen se signálovým vstupem spínače 2 druhé paměti, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 15 spínače druhé paměti. Výstup spínače 2 druhé paměti je spojen se vstupem druhé paměti 6, jejíž výstup je výstupem zapojení. Výstup snímače X síly je spojen se vstupem nulového komparátoru 1 0. Výstup nulového komparátoru 10 je spojen se vstupem monostabilního klopného obvodu 11 spínače třetí paměti a přes první nega"Sní obvod 12 se vstupem monostabilního klopného obvodu 13 spínače první paměti. Výstup mo- nostabilního klopného obvodu 13 spínače první paměti je spojen přes druhý negační obvod se vstupem monostabilního klopného obvodu XX spínače druhé paměti.Connection for plastic deformation measurement from hysteresis loop during dynamic material testing. The wiring solves automatic subtraction and continuous recording of plastic deformation, especially during dynamic material testing. The deformation sensor output X is coupled to the signal input of the first memory switch 2 and the third memory switch 7. The control input of the first switch 2 is connected to the output of the monostable circuit 13 of the first memory and the output is connected to the input of the first memory J. Similarly, the input of the switch X of the third memory is connected to the output of the monostable flip-flop circuit 11 and the output is connected with the input of the third memory 8. The outputs of the first memory J and the third memory 8 are connected to the first and second inputs of the differential amplifier χ. The output of the differential amplifier X is coupled to the signal input of the switch 2 of the second memory, the control input of which is connected to the output of the monostable flip-flop 15 of the second memory switch. The output of the switch 2 of the second memory is connected to the input of the second memory 6, the output of which is the output of the circuit. The force transducer output X is coupled to the input of the zero comparator 10. The output of the zero comparator 10 is coupled to the input of the monostable flip flop 11 of the third memory switch and the first circuit 12 with the input of the monostable flip flop 13 of the first memory switch. the first memory flip-flop 13 is connected via a second negative circuit to the input of the monostable flip-flop XX of the second memory switch.

Description

Vynález řeší'zapojení pro automatické odečítání a kontinuální záznam plastické deformace použitelný zejména při dynamických zkouškách materiálů.The invention solves a circuit for automatic reading and continuous recording of plastic deformation, which can be used especially in dynamic testing of materials.

Při dynamických zkouškách, zejména v oboru nízkocyklové únavy, je plastická deformace důležitou veličinou, charakterizující proces poškozování materiálu. Při nízkých frekvencích zatěžování je plastická deformace úměrná šířce hysterézní smyčky. Její velikost se obvykle vyhodnocuje z grafického záznamu hysterézní smyčky ručné nebo pomocí samočinného počítače.In dynamic tests, especially in the field of low-cycle fatigue, plastic deformation is an important factor characterizing the material damage process. At low loading frequencies, the plastic deformation is proportional to the width of the hysteresis loop. Its size is usually evaluated from a graphical record of the hysteresis loop by hand or by a self-timer.

Ruční vyhodnocování je zdlouhavé a neumožňuje kontinuální záznam měřené veličiny. Vyhodnocování samočinným počítačem je kontinuální a přesné, ale ekonomicky značně nevýhodné.Manual evaluation is lengthy and does not allow continuous recording of the measured quantity. Automatic computer evaluation is continuous and accurate but economically disadvantageous.

U počítače, který je součástí zařízení, spotřebovává část strojního času, který by mohl být využit pro náročnější požadavky; vybavení zkušebního stroje počítačem pouze pro výpočet plastické deformace je ekonomicky neúnosné.For a computer that is part of the machine, it consumes some of the machine time that could be used for more demanding requirements; equipping the testing machine with a computer for calculating plastic deformation only is economically unbearable.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstatou je, že výstup snímače deformace je spojen se signálovým vstupem spínače první paměti, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu spínače první paměti a výstup spojen se vstupem první paměti, jejíž výstup je spojen s prvním vstupem rozdílového zesilovače a zároveň je výstup snímače deformace spojen se signálovým vstupém spínače třetí paměti, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu spínače třetí paměti a výstup je spojen se vstupem třetí paměti, jejíž výstup je spojen s druhým vstupem rozdílového zesilovače, jehož výstup je spojen se signálovým vstupem spínače druhé paměti, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu druhé paměti a výstup je spojen se vstupem druhé paměti, jejíž výstup je výstupem zapojení, přičemž výstup snímače síly je spojen se vstupem nulového komparátoru, jehož výstup je spojen se vstupem monostabilního klopného obvodu a zároveň se vstupem prvního negačního obvodu, jehož výstup je spojen se vstupem monostabilního klopného obvodu první paměti, jehož výstup je spojen se vstupem monostabilního klopného obvodu druhé paměti.These drawbacks are overcome by the circuitry of the present invention, wherein the deformation sensor output is coupled to the first memory switch signal input, the control input of which is connected to the monostable flip-flop of the first memory switch circuit, and the output is connected to the first memory input of the first input of the differential amplifier and at the same time the deformation sensor output is connected to the signal input of the third memory switch whose control input is connected to the monostable flip-flop output of the third memory switch and the output is connected to the third memory input the output of which is connected to the signal input of the second memory switch, the control input of which is connected to the output of the monostable flip-flop of the second memory and the output is connected to the input of the second memory, the output of which is output; encoders power is connected to the input of the zero comparator whose output is connected to the input of the monostable multivibrator, while the input of the negation circuit whose output is connected to the input of the monostable multivibrator first memory whose output is connected to the input of the monostable multivibrator of the second memory.

Nový účinek zapojení spočívá v tom, že umožňuje zcela automatické měření a analogový záznam časového průběhu plastické deformace. Měřeni probíhá v každé periodě, nezávisle na frekvenci a bez zpoždění. Na obr. 1 je znázorněno blokové schéma zapojení pro měření plastické deformace z hysterézní smyčky při dynamických zkouškách materiálu a na obr. 2 je znázorněn časový průběh některých signálů.A new effect of the circuitry is that it enables fully automatic measurement and analog recording of the time course of plastic deformation. The measurement takes place in each period, independent of frequency and without delay. Fig. 1 shows a block diagram for measuring plastic deformation from a hysteresis loop during dynamic material testing, and Fig. 2 shows the time course of some signals.

Příkladné blokové zapojení znázorňuje obr. 1, kde výstup snímače deformace je spojen se signálovým vstupem spínače 2 první paměti a spínače 2 třetí paměti. Ovládací vstup spínače 2 první paměti je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 13 první paměti a výstup je spojen se vstupem první maměti J. Obdobně ovládací vstup spínače 2 třetí paměti je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 11 spínače třetí paměti a výstup je spojen se vstupem třetí paměti 8. Výstupy první paměti J a třetí paměti 8 jsou spojeny s prvním a druhým vstupem rozdílového zesilovače £. Výstup rozdílového zesilovače 2 je spojen se signálovým vstupem spínače 2 druhé paměti, jehož ovládací vstup je spojen s výstupem monostabilního klopného obvodu 15 spínače druhé paměti. Výstup spínače 2 druhé paměti je spojen se vstupem druhé paměti 2) jejíž výstup je výstupem zapojení.An exemplary block circuit is shown in FIG. 1 where the deformation sensor output is coupled to the signal input of the first memory switch 2 and the third memory switch 2. The control input of the first memory switch 2 is connected to the output of the monostable flip-flop 13 of the first memory and the output is connected to the input of the first memory J. Similarly, the control input of the third memory switch 2 is connected to the output of the monostable flip-flop 11 of the third memory switch. The outputs of the first memory J and the third memory 8 are connected to the first and second inputs of the differential amplifier 8. The output of the differential amplifier 2 is connected to the signal input of the second memory switch 2, the control input of which is connected to the output of the monostable flip-flop 15 of the second memory switch. The output of the second memory switch 2 is connected to the input of the second memory 2) whose output is the output of the wiring.

Výstup snímače £ síly je spojen se vstupem nulového komparátoru 10. Výstup nulového komparátoru J_0 je spojen se vstupem monostabilního klopného obvodu 11 spínače třetí paměti a přes první negační obvod 12 se vstupem monostabilního klopného obvodu 13 spínače první paměti je spojen přes druhý negační obvod 14 se vstupem monostabilního klopného obvodu 15 spínače druhé paměti. Funkce zapojení demonstruje obr. 2, kde je znázorněn časový průběh některých signálů a kdeThe output of the force sensor 6 is connected to the input of the comparator 10. The output of the comparator 10 is connected to the input of the monostable flip-flop 11 of the third memory switch and via the first negation circuit 12 to the input of the monostable flip-flop input of the monostable flip-flop 15 of the second memory switch. The wiring function is illustrated in Fig. 2, which shows the timing of some signals and where

U-p je napětí úměrně síleU-p is a voltage proportional to the force

U_t je napětí úměrné deformaciFor _t , the stress is proportional to the deformation

U_K je výstupní napětí komparátoru 10U _K is the output voltage of comparator 10

M^ je výstup monostabilního klopného obvodu 11M ^ is the output of the monostable flip-flop 11

Mg je výstup monostabilního klopného obvodu 13Mg is the output of the monostable flip-flop 13

My je výstup monostabilního klopného obvodu 15My is the output of the monostable flip-flop 15

V okamžiku, kdy signál určující velikost síly (U^) prochází nulovou hodnotou, překlápí se komparátor 10 (U^·). Monostabilní klopný obvod 11 spínače třetí paměti generuje impuls při náběžné hraně výstupního signálu komparátoru 1 0. monostabilní klopný obvod 13 první paměti generuje vlivem předřazeného negačního obvodu 12 impuls při sestupné hraně výstupního signálu nulového komparátoru 1 0. (Záleží samozřejmě na typu použitého monostabilního klopného obvodu, při jaké hraně generuje impuls). Po ukončeni impulsu generovaného monostabilním klopným obvodem 13 první paměti je vlivem negačního obvodu 14 generován impuls monostabilním klopným obvodem 15 druhé paměti. Impulsy z uvedených tři monostabilních klopných obvodů ovládají spínač £ druhé paměti tak, že údaje jsou do první paměti £, třetí paměti 8 a druhé paměti 6 ukládány právě v okamžiku impulsů. To znamená, že během cyklu je nejprve změřena první polovina šířky hysterézní smyčky, potom druhé polovina, čímž vznikne na výstupu rozdílového zesilovače χ součet, čili celá šířka hysterézní smyčky a v tomto okamžiku je informace o šířcehysterézní smyčky uložena do druhé paměti 6, jejíž výstup je výstupem zapojení.When the signal determining the magnitude of the force (U ^) passes the zero value, the comparator 10 (U ^ ·) is inverted. The monostable flip-flop 11 of the third memory switch generates a pulse at the rising edge of the comparator 10 output signal. (at which edge it generates impulse). Upon completion of the pulse generated by the monostable flip-flop 13 of the first memory, a pulse generated by the monostable flip-flop 15 of the second memory is generated by the negation circuit 14. The pulses from the three monostable flip-flops control the second memory switch 6 so that the data is stored in the first memory 8, the third memory 8 and the second memory 6 just at the moment of the pulses. That is, during the cycle, first the first half of the width of the hysteresis loop is measured, then the second half to produce the sum at the output of the differential amplifier χ, or the entire width of the hysteresis loop, at which point the hysteresis loop width information is stored in the second memory 6. is the output of the wiring.

Výhodou zapojení podle vynálezu je jednoduchost a tedy ekonomická nenáročnost a snadná realizovatelnost. Zapojení splňuje popsanou funkci v celém frekvenčním spektru zatěžování.The advantage of the circuitry according to the invention is simplicity and thus economical undemanding and easy to implement. The circuit fulfills the described function in the whole frequency spectrum of loading.

Mimo uvedené použití lze zapojení použít pro vyhodnocování hysterézníeh smyček při různých fyzikálních procesech; např. měření remanentniho magnetismu.Outside the mentioned application, the circuit can be used to evaluate hysteresis loops in various physical processes; eg, remanent magnetism measurements.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Circuit for measuring plastic deformation from hysteresis loop in dynamic material testing, characterized in that the deformation sensor output (1) is connected to the signal input of the first memory switch (2), the control input of which is connected to the monostable flip-flop (13) the first memory and the output of the first memory switch (2) are connected to the input of the first memory (3), the output of which is connected to the first input of the differential amplifier (4) and the deformation sensor output (1) is connected to the signal input of the switch (7) a memory whose control input is connected to the output of the monostable flip-flop (11) of the third memory switch and the output of the third memory switch (7) is connected to the input of the third memory (8) whose output is connected to the second input of the differential amplifier (4) the output is connected to the signal input of the second memory switch (5), the control input of which is connected to the output m the second memory (6), the output of which is the output of the wiring, the output of the force sensor (9) being connected to the input of the zero comparator (10), the output of which is connected to the second memory (6). the input of the monostable flip-flop (11) and the input of the first negation circuit (12), the output of which is connected to the input of the monostable flip-flop (13) of the first memory, the output of which is connected to the input of the second with the input of the monostable flip-flop (15) of the second memory.