CS256622B1 - Zařízení pro měření poměrných přetvoření konstrukcí - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oboru měření pomocí tenzometrů. Strunový snímač je spojen spolu s poblíž umístěným teplotním snímačem, které jsou propojeny s nízkofrekvenčním zesilovačem, jehož výstupje ,přes , připojovací pole a přepínač měřicích míst a tvarovač napojen na vstup fázového obvodu a spínač. Jeho výstup je propojeny přednastavitelným čítačem period, jehož výstup je zpětně napojen do vstupu fázového obvodu. Přepínač, přednastavitelný čítač period a čítač spojený přes další spínač s normální frekvencí fjj, jsou napojeny na sběrnici počítače.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření poměrných přetvoření, sestávajícího ze strunového tenzometru.

Dosavadní měřící zařízení se strunovými tenzometry využívají jako základní měřící element příčně kmitající strunu, umis těnou ve strunovém snímači, pevně spojenou s objektem. Deformace objektu se přenáší na strunu a transformuje se na změnu frekvence jejích kmitů.

Teplotní dilatace struny, vznikající změnou teploty okolí, se dosud kompenzovala tak, že se frekvence struny ve snímači na měřeném objektu porovnávala s referenčním kmitočtem porovnávací struny, umístěné ve stejných teplotních podmínkách ve stru novém snímači na kompenzačním tělese ze stejného materiálu jako měřená konstrukce. Při měření velkých stavebních konstrukcí, zejména mostů, bývá nutno aplikovat značný počet měřících snímačů a teoretický požadavek jednoho kompenzačního tělesa pro každý měřící snímač nelze dodržet. V současné praxi se postupuje tak, že jedno kompenzační těleso se používá pro určitou skupinu snímačů, které bývají více či méně vzdáleny. Tím je způsobeno, že vlivem proudění vzduchu a dalšími nerovnoměrnostmi existují jisté rozdíly v teplotních podmínkách měřících snímačů a k nim příslušného kompenzačního tělesa.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu zařízení pro měření poměrných přetvoření, sestávající ze strunového tenzometru. Jeho podstata spočívá v tom, že strunový snímač je spojen spolu s poblíž umístěným snímačem, které jsou propojeny s nízkofrekvenčním zesilovačem, jehož výstup je přes připojovací pole, přepínač měřících míst a tvarovač napojen na vstup

258 622

- 2 I fázového obvodu a spínač, jehož výstup je propojen s přednastavitelným čítačem period, jehož výstup je zpětně napojen do vstu pu fázového obvodu, přičemž přepínač měřicích míst, přednastaví telný čítač period a čítač,.spojený přes další spínač s normálovou frekvenci fjj, jsou napojeny na sběrnici počítače. Podle dalšího význaku vynálezu je nízkofrekvenční zesilovač tvořen prvním zesilovačem, -propojeným přes přepínač s třetím zesilovačem, přičemž do přepínače je napojen výstup z druhého zesilovače, do něhož je napojen výstup ze snímače teploty a výstup ze strunového snímače je zaveden do prvního zesilovače.

Základní výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v toto, že umožňuje dobrou kompenzaci teplotních vlivů, nepodléhá žádným rušivým vlivům, vyznačuje se dlouhodobou stabilitou a poměrně vysokou citlivostí.

Zařízení je dále blíže popsáno na konkrétním příkladu provedení podle připojených výkresů, na nichž obr. 1 značí blokové schéma měřícího systému, obr. 2 zapojení nízkofrekvenčního zesilovače. Měřící snímač 10, znázorněný na obr. 1, je tvořen vlastním strunovým snímačem 1 s budícím a vazebním obvodem, čtyřdrátově propojeným se zesilovačem 2. Výstupní signál zesilovače 2 je připojen na jeden ze vstupů přepínače 2· Na druhý vstup přepínače 2. je přiveden výstupní signál prvního zesilovače 2 polovodičového snímače £ teploty. Oba vstupní signály zesi lovače 2, 2 J^sou periodické, obdélníkového tvaru s frekvencí ovládanou měřenou veličinou, přepínač 2 ύθ ovládán signálem z napájecího dílu 7 podle polarity přiváděného napájecího napětí na jeho svorkách. Výstupní signál z přepínače 2 J^e zesilován třetím zesilovačem 6. Takto upravený signál je připojen na výstupní svorku snímače a veden kabeláží do ústředny. Měřící snímač 10, tvořený strunovým snímačem 1, kombinovaným s polovodičovým snímačem 4 teploty, je třídrátově propojen s obvody měření frekvence přes připojovací pole 13» Toto připojovací pole 12 je možno dělit po blocích 24 vstupů. Změnou polarity napájecího napětí ze zdroje 11 přepínačem se provádí výběr měření, a to bu3 ze strunového snímače l^nebo snímače 4 teploty. Výstupní periodický signál snímače 1 nebo 4 je veden přes přepínač 12

256 622 měřicích míst a tvarovač signálu na vstup fázovacího obvodu 15, který zajistí synchronizované připojení vytvarovaného signálu a spínačem 16 na vstup přednastavítelného čítače 8 period. Současně je dalším spínačem 17 připojena normálová frekvence :¾ na vstup vynulovaného čítače _g. Na obr. 1 je ovládací signál vyznačen čárkovaně. Normálová .frekvence fjj je řádově několikanásobně vyšší než frekvence signálu z měřicího systému 10. Propojením přepínače 12 měřících míst a dalšího přepínače 18 a přednastavitelného čítače 8 se sběrnicí 20 počítače lze programově ovládat přepnutí typu měření, výběr kanálu a dobu, to je počet period měřeného signálu, po kterou bude procházet normálová frekvence fjj do čítače 9« Prodlužováním této doby se sice prodlužuje doba měření, současně se však zvyšuje přesnost měření. Načítáním daného počtu period výstupního signálu měřicího systému 10 generuje přednastavitelný čítač 8 blokovací signál pro fázovací obvod 15, který rozepne spínače 16 a 17. Současně je generován signál o ukončení měření, který slouží pro programové řízení. Počet period normálové frekvence fjj, načítaný čítačem £, je předán počítači, který jej matematicky zpracuje na hodnotu frekvence, odpovídající frekvenci výstupního signálu měřicího systému 10.

Měřící sýstém 10 podle vynálezu pracuje následujícím způsobem. Strunový snímač 1 se umístí na objektu speciálním způsobem pomocí lepených příček, čímž je chráněn před vlivem krátkodobých teplotních změn. S ním spojený snímač £ teploty a nízkofrekvenční zesilovač jsou umístěny na objektu v jeho těsné blízkosti v samostatném pouzdře. Nízkofrekvenční zesilovač je propojen kabeláží libovolné délky s ústřednou. Signál, kterým je frekvence příčně kmitající struny stunového snímače 1, nebo frekvence teplotního snímače 4, nepodléhá žádným rušivým vlivům, vyznačuje se dlouhodobou stabilitou a poměrně vysokou citlivostí. V programovém vybavení procesoru je obsažen kompletní postup tepelné kompenzace a tepelné korekce naměřených hodnot. Jako výchozí veličina pro teplotní kompenzaci a korekci je možno využít signál ze snímače 2 teploty.

- 4 256 622

Měření probíhá automaticky ve volitelném časovém intervalu, počet měřených míst je dán počtem desek přepínače a kapacitou datové oblasti v paměti procesoru. Vyhodnocení změn napětí je prováděno automaticky v každém měřeném místě v průběhu měření·

Je možno volit následující postupy měření, buů tenzometrické měření bez kompenzace, nebo tenzometrické měření s kompenzačním snímačem a teplotní korekcí, anebo konečně provádět měření teplot.

Všechny typy měření mohou však probíhat také současně.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení pro měření poměrných přetvoření konstrukcí, sestávající ze strunového tenzometru, vyznačené tím, že strunový snímač /1/ je spojen spolu s poblíž umístěným teplotním snímačem /4/, které jsou propojeny s nízkofrekvenčním zesilovačem AO/, jehož výstup je přes připojovací pole A5/» přepínač A2/ měřících míst a tvarovač A4/ napojen na vstup fázového obvodu A5/ a spínač A6/, jehož výstup je propojen s přednastavítelným čítačem /8/ period, jehož výstup je^zpětně napojen do vstupu fázového obvodu A5/« přičemž přepínač A2/ měřících míst, přednastavitelný čítač /8/ period a čítač /9/, spojený přes další spínač A7/ s normálovou frekvencí fjj, jsou napojeny na sběrnici /20/ počítače.
2. 2. Nařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že nízkofrekvenční zesilovač AO/ je tvořen prvním zesilovačem /2/, propojeným přes přepínač /5/ s třetím zesilovačem /6/, přičemž do přepínače /5/ je napojen výstup z druhého zesilovače /5/, do něhož je napojen výstup ze snímače /4/ teploty a výstup ze strunového snímače A/ je zaveden do prvního zesilovače /2/.