CS229372B1

CS229372B1 - Connection of microprocessor measuring system by mechanical stress and by tensometric method

Info

Publication number: CS229372B1
Application number: CS831582A
Authority: CS
Inventors: Jozef Ing Belan; Frantisek Doc Ing Csc Strapko; Jaromir Ing Csc Trencina; Peter Ing Racz
Original assignee: Jozef Ing Belan; Frantisek Doc Ing Csc Strapko; Jaromir Ing Csc Trencina; Peter Ing Racz
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1984-06-18

Abstract

Vynález patří do odboru mikroelektroniky a rieši zapojenie mikroprocesorového merecieho systému mechanického namáhania tenzometrickou metodou, ktoré umožňuje meranie a vyhodnotenie mechanického namáhania roznych konštrukcii. Zapojenie umožňuje programováteíné automatická meranie, kontrolu a vyhodnotenie výisledkov. Jeho podstata je v tom, že mikropočítač je připojený cez obvody výkonu tenzometrov, cez spínaeie obvody na tenzometre, pričom do zapojenia sú zapojené aj obvody budenia tenzometrov a výstupy spínacích obvodov pú cez obvody filtrov, zosilnovač, tvarovací obvod, obvody riadiace čítanie a hradlovací obvod připojené na mikropočítač, na ktorý je připojený aj čítač. Vynález je znázorněný na priloženom výkrese.The invention belongs to the field of microelectronics and solves the connection of a microprocessor measuring system of mechanical stress by the strain gauge method, which allows the measurement and evaluation of mechanical stress of various structures. The connection allows programmable automatic measurement, control and evaluation of results. Its essence is that the microcomputer is connected through the power circuits of the strain gauges, through the switching circuits to the strain gauges, while the connection also includes the excitation circuits of the strain gauges and the outputs of the switching circuits through the filter circuits, the amplifier, the shaping circuit, the reading control circuits and the gating circuit connected to the microcomputer, to which the counter is also connected. The invention is illustrated in the attached drawing.

Description

Vynález ea týká zapójenia mikroprocesorového meracieho systému mechanického namáhanía tenzometrickou metodou, ktorý umožňuje meranie mechanického namahania rdznych konštrukcii. Zariadenie umožňuje automatické riadenie a kontrolu samotného meraniao Taktiež umožňuje automatické vyhodnotenie výeledkov merania podTa uloženého programu v parnáti mikropočítače.The present invention relates to the incorporation of a microprocessor measuring system of mechanical stress by a strain-gauge method which enables the measurement of the mechanical stress of various structures. The device enables automatic control and control of the measurement itself. It also enables the automatic evaluation of measurement results according to the stored program in the microcomputer's party.

Systémy doposial’ používané pře uvedené merania sa riešili ako jednoúčelové, připadne na báze minipočítačov bez zoh1’adnenia potřebných vlastností budiaceho signálu vzhTadom na vlastnosti právě použitého tenzometra pri meraní. Nevýhodou uvedených riešení je veTka obvodová zložitosť, podstatné vfičšia váha, rozměry a vyšáia spotřeba elektrickej energie potrebnej pre napájanie zariadenia.The systems so far used for the above measurements have been designed as single-purpose, possibly on the basis of minicomputers, without taking into account the necessary properties of the excitation signal with respect to the characteristics of the strain gauge currently used in the measurement. The disadvantages of these solutions are the large peripheral complexity, the substantial larger weight, the dimensions and the higher power consumption required to power the device.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené zapojením mikroprocesorového meracieho systému mechanického namahania tenzometrickou metodou, ktoré zaznamenává mechanické namáhanie pomocou prvého až posledného tenzometra, pričom výstup prvého tenzometra je připojený na vstup prvého spinacieho obvodu, výstup druhého tenzometra je připojený na vstup druhého spínacieho obvodu až výstup posledného tenzometra je připojený na vstup posledného spinacieho obvodu a výstup prvého spínači eho obvodu, výstup druhého spinacieho obvodu až výstup pohledného spinacieho obvodu sú navzájom spojené, pričom podsta229 372 ta zapojenia podl'a vynálezu je v tom, že vetup obvodov filtrov je přepojený na výstup prvého spínacieho obvodu až výstup posledného spínacieho obvodu, pričom obvody filtrov svoji» výstupom sú zapojené na vstup zosilňovača, ktorý je so svoji» výstupom připojený na vetup tvarovacieho obvodu» Tvarovací obvod má evoj výstup zapojený na vstup obvodov riadiacich čítanie, ktoré svojim prvým výstupom sú zapojené na prvý vstup hradlovacieho obvodu, ktorý so svojim výstupom je připojený na vstup čítača. Čítač so svojim paralelným výstupom je připojený na oddelenú dátovú zbernieu mikropočítače, pričom mikropočítač je svojim prvým riadiaci» výstupom připojený na vstup obvodu budenia tenzometrov, ktorý svoji» výstupem je připojený na vstup obvodov filtrov. Systémový výstup mikropočítač» je zapojený na vstup obvodov výběru tenzometrov ktoré svojimi riadiacimi výstupmi sú zapojené na druhé vstupy spínacích obvodov tenzometrov. Mikropočítač ao svojim prvým výstupom je zapojený na druhý vstup hradlovacieho obvodu, pričom druhý riadiaci výstup alkropočítača je zapojený na prednaetavovací vstup čítača a prednastavovací vstup obvodov riadiacich čítanie, pričom druhý výstup obvodov riadiacich čítanie Je zapojený na riadiaci vstup alkropočítača.The above drawbacks are eliminated by connecting a microprocessor mechanical strain measuring system by a strain gauge method which records the mechanical strain using the first to last strain gauge, the output of the first strain gauge being connected to the input of the first switching circuit, the output of the second strain gauge connected to the input of the second switching circuit is connected to the input of the last switching circuit and the output of the first switching circuit, the output of the second switching circuit to the output of the visible switching circuit are connected to each other, the principle according to the invention is that the filter circuit is connected to the output circuit to the output of the last switching circuit, while the filter circuits with their output are connected to the input of the amplifier, which with its output is connected to the connected to the input of the reading control circuits, which by their first output are connected to the first input of the gating circuit, which with its output is connected to the input of the counter. The counter with its parallel output is connected to a separate data collection of the microcomputer, the microcomputer with its first control output connected to the input of the strain gauge excitation circuit, whose output is connected to the filter circuit input. The system output of the microcomputer is connected to the input of the strain gauge selection circuits which by their control outputs are connected to the other inputs of the strain gauge switching circuits. The microcomputer and its first output is connected to the second gate circuit input, wherein the second computer counter control output is connected to the reader preset input and the read control circuit preset input, wherein the second read circuit control output is connected to the microprocessor control input.

Zapojenie mikroprocesorového meracieho systéau mechanického namáhania tenzometrickou metodou Je vzhladom na iné zariadenia používané pre tieto účely obvodové jednoduchá!, přenosný a podstatné lačnější. Napájanie meracieho systému je možné realizovat aj z akumulátore priamo na mieste merania.Involvement of the microprocessor measuring system of mechanical stress by the strain-gauge method With respect to other devices used for this purpose, the peripheral is simple, portable and substantially more hungry. The power supply of the measuring system can also be realized from the accumulator directly at the measuring point.

Uvedený systém umožňuje optimálně vybudenie tenzometrov rózneho typu pri súčasnom zvýšení odstupu užitočného signálu od rušivých nap&tí.Said system allows to optimally build strain gauges of different type while increasing the distance of the useful signal from disturbing voltages.

Konkrétné převedeni® zapojenia mikroprocesorového meracleho systému mechanického namáhania tenzometrickou metodouParticular conversion of wiring of a microprocessor meracle mechanical stress system by strain gauge method

X / s je znázorněné pomocou blokovéj schémy na * výkresy.X / s is shown by a block diagram of * drawings.

- 4 229 372- 4,229,372

V uvedenom zapojení je použitý mikropočítač a osembitovým mikroproceeorom, pamáťou RAM 2 kB, pamáťou EPROM 4 kB, univerzálnymi paralelnými vstupmi a výstupmi pre komunikáciu s ostatnými časťami elektronického systému. Samotné obvody pře meranie mechanického namáhania sú realizované pomocou prvého tenzometra £ až posledného tenzometra 64, pričom výstup 11 prvého tenzometra 1 je připojený na vstup 651 spínacieho obvodu 65. Výstup 21 druhého tenzometra 2 je připojený na vstup 661 druhého spínacieho d>vodu 66 až výstup 641 posledného tenzometra 64 je připojený na vstup 12al posledného spínacieho obvodu 12q a výstup 652 prvého spínacieho obvodu 65. výstup 662 druhého spínacieho obvodu 66 až výstup 12a2 posledného spínacieho obvodu 12a sú navzájom spojené. Vstup 1291 obvodov filtrov 129 je připojený na výstup 652 prvého spínacieho obvodu 65 až výstup 12q2 posledného spínacieho obvodu 128. pričom obvody filtrov 129 svojim výstupom 1292 sú zapojené na vstup 1J01 zosilňovača 130 a zosilňovač 130 je so svojim výstupom 1303 připojený na vstup 1311 tvarovacich obvodov 131. Tvarovací obvod 1J1 má svoj výstup 1J12 zapojený na vstup 1321 obvodov 132 riadiacich čítanie a obvody 132 riadiace čítanie svojim prvým výstupom 1322 sú zapojené na prvý vstup 1331 hradlovacieho obvodu 133. pričom hradlovací obvod 133 so svojim výstupom 1332 js připojený na vstup 1342 čítača 134. Čítač 134 so svojim paralelným výstupom 1343 je připojený na oddelenú datové zbernicu 1354 mikropočítače 1J5. pričom mikropočítač 135 Je svojim prvým riadiacim výstupom 1351 připojený na vstup 1J61 obvodu budenia 136 tenzometrov a tiež obvod I36 budenia tenzometrov s jeho výstupom 1362 je připojený na vstup 1291 obvodov filt -\v 129« pričom systémový výstup 1352 mikropočítače 135 je zapojený na vstup 1372 obvodov 137 výběru tenzometrov a obvody 137 výběru tenzometrov so svojimi riadiacimi výstupmi 1371 ovládá zvolený počet spínacích obvodov 65 až 12a tenzometrov JL až 64. Ďalej mikropočítač 135 so svojim prvým výstupom 1353 je zapojený na druhý vstup 1333 hradlovacieho obvodu 133. pričom druhý riadiaciIn this connection, a microcomputer and an eight-bit microprocessor, 2 kB RAM, 4 kB EPROM, universal parallel inputs and outputs are used for communication with other parts of the electronic system. The mechanical stress measuring circuits themselves are realized by means of the first strain gauge 6 to the last strain gauge 64, the output 11 of the first strain gauge 1 being connected to the input 651 of the switching circuit 65. The output 21 of the second strain gauge 2 is connected to the input 661 641 of the last strain gauge 64 is connected to the input 12a1 of the last switching circuit 12q and the output 652 of the first switching circuit 65. the output 662 of the second switching circuit 66 to the output 12a2 of the last switching circuit 12a are connected to each other. Filter circuit input 1291 is coupled to output 652 of first switching circuit 65 to output 12q2 of last switching circuit 128. wherein filter circuit 129, with its output 1292, is coupled to input 101 of amplifier 130, and amplifier 130 is coupled to its output 1303 with forming circuit input 1311. 131. The forming circuit 11 has its output 1112 connected to the input 1321 of the read control circuits 132 and the read control circuits 132 with their first output 1322 are connected to the first input 1331 of the gating circuit 133. wherein the gating circuit 133 with its output 1332 is connected to the input 1342 134. The counter 134 with its parallel output 1343 is coupled to a separate data bus 1354 of the microcomputer 15. wherein the microcomputer 135 is connected by its first control output 1351 to input 1661 of the strain gauge excitation circuit 136 and also the strain gauge excitation circuit 1336 with its output 1362 is connected to the input 1291 of the filter circuit 129, wherein the system output 1352 of microcomputer 135 is connected to input 1372 the strain gauge selection circuitry 137 and the strain gauge selection circuitry 137 with its control outputs 1371 control the selected number of switching circuits 65 to 12a of the strain gauges J1 to 64. Further, the microcomputer 135 with its first output 1353 is connected to the second input 1333 of the gating circuit 133.

229 372 výstup 1356 mikropočítače 135 je zapojený na prednaetavovací vstup 1J41 čítača 134 a prednaetavovací vstup 1324 obvodov 132 riadiacich čítanie, pričom druhý výstup 1J23 obvodov 132 riadiacich čítanie je zapojený na riadiaci vstup 1355 mikropočítače 135»229 372 output 1356 of microcomputer 135 is connected to pre-reset input 1J41 of counter 134 and pre-reset input 1324 of read control circuits 132, and the second output 1J23 of read control circuits 132 is connected to control input 1355 of microcomputer 135 »

Mikropočítač 135 pomocou obvodov ljč budenia teneoaetrov riadi počet impulzov, šířku impulzov a ich čaeovú násled nosť, potřebná pre optimálně vybudenie právě připojeného ten zometra a obvody 137 výběru tenzometrov sú riadené priamo programom mikropočítače 135>The microcomputer 135 controls the number of pulses, the pulse width and the time sequence required by the teneo-meter excitation circuitry 11 for the optimal excitation of the just connected ten-meter and the strain gauge selection circuits 137 are controlled directly by the microcomputer program 135>

Mikroprocesorový merací systém mechanického namáhánia tenzometrickou metodou možno použiť pre meranie mechanického naaáhania konštrukcií so zabudovanými tenzometramio Uvedený merací systém Je vhodný hlavně pře meranie mechanických pnutí mostných konštrukcií, konštrukcií atožiarov, budov.Microprocessor measuring system of mechanical stress by strain gauge method can be used for measurement of mechanical stress of structures with built-in strain gauges. The above mentioned measuring system is suitable mainly for measurement of mechanical stresses of bridge structures, structures and radiators, buildings.

Ďalej Je možné uvedené zariadenie využiť ako riadiacu jednotku v závislosti od frekvencie s možnosťou až 64 rozhodovacích úrovní, vrátane okamžitého vyhodnotenia meranej fre kvencie.Furthermore, it is possible to use the device as a frequency-dependent control unit with the possibility of up to 64 decision levels, including instant evaluation of the measured frequency.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 229 372 Engaging a Mechanical Stress Microprocessor Retrieval System with a Strain Gauge Method Recording / Flushing! using the first strain gauge to the last strain gauge, wherein the first strain gauge is connected to the first switching circuit input, the second strain gauge output is coupled to the second switching circuit output until the last voltage gauge output is connected to the last switching circuit input and the first switching circuit output, until the output of the last switching circuit is interconnected, characterized in that the input of the filter circuits (129) is connected to the output of the first switching circuit (65) to the output of the last switching circuit (128), wherein the filter circuits (129) are connected to the outputs to the input of the amplifier (130), which is connected to its input of the shaping circuit (131) with its output, which output is connected to the first input (1321) of the control reading circuitry (1322), connected to the first input (1331) of the gate circuit (133) by its output (133) 2 / is connected to a second input (1342) which is connected to a separate data bus (1354) of a microcomputer (135) by its parallel output (1343), wherein the microcomputer (135) is its first control output / 1351 / connected to the input of the strain gauge excitation circuit / 136 / which is output to the filter circuit input / 129 /, where the system output / 1352 / microcomputers / 135 / is connected to the circuit input / 137 / selection of strain gauges, which control outputs are connected to the second inputs of the switching circuits (65 to 12s / strain gauge / 1 to 64 / j) of the microcomputer (135) with its first output (1353) connected to the second input (1333) of the gating 7 229 372 circuit (1J), the second the microcomputer control output (1356) is connected to the preset input (1341) of the counter (14) and to the pre-set input of the circuits (132) to the reader, the second output (1323) of the circuitry (132) to the reader is on connected to the control input (1355) of the microcomputer (135). 1 drawing