CZ2006439A3 - Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection - Google Patents

Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection Download PDF

Info

Publication number
CZ2006439A3
CZ2006439A3 CZ20060439A CZ2006439A CZ2006439A3 CZ 2006439 A3 CZ2006439 A3 CZ 2006439A3 CZ 20060439 A CZ20060439 A CZ 20060439A CZ 2006439 A CZ2006439 A CZ 2006439A CZ 2006439 A3 CZ2006439 A3 CZ 2006439A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
output
input
comparator
filter
string
Prior art date
Application number
CZ20060439A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ298425B6 (en
Inventor
Hospodka@Jirí
Original Assignee
Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická filed Critical Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Priority to CZ20060439A priority Critical patent/CZ2006439A3/en
Publication of CZ298425B6 publication Critical patent/CZ298425B6/en
Publication of CZ2006439A3 publication Critical patent/CZ2006439A3/en

Links

Abstract

Uvedené rešení popisuje nové zarízení pro merení vlastních kmitu strunových tenzometrických snímacu(1) vcetne obvodového rešení vybraných cástí. Celé zarízení využívá preladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru (4) realizovaného technikou spínacích kapacitoru a fázového závesu (6) pro jeho synchronní ladení. Systém je rízen zvláštním obvodemrealizovaným ovládací jednotkou (7), nezbytným pro prechod do tzv. synchronního stavu a také pro optimální buzení struny. Vzhledem k uvedenému principu je zarízení schopno adaptace na ruzné vlastnosti a typy snímacu.This solution describes a new device for measuring the actual oscillations of string strain gauges (1), including the peripheral solution of selected parts. The entire device uses a tunable narrowband amplifier filter (4) implemented by the switching capacitor and phase hinge (6) techniques for its synchronous tuning. The system is controlled by a special circuit implemented by the control unit (7), necessary for switching to the so-called synchronous state and also for optimum excitation of the string. In view of the above, the device is capable of adapting to various sensor features and types.

Description

Zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením Equipment for continuous vibration measurement of string strain gauges with two-wire connection

Oblast technikyTechnical field

Předkládané řešení se týká zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením a popisuje nový princip systému pro měření vlastních kmitů strunových tenzometrických snímačů.The present invention relates to a device for continuous measurement of oscillations of string strain gauges with two-wire connection and describes a new principle of the system for measurement of natural oscillations of string strain gauges.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Strunové tenzometrické snímače se používají zejména ve stavebnictví pro měření namáhání různých konstrukcí, např. mostních. Pro vyhodnocování jejich stavu je nutné zjistit rezonanční kmitočet struny snímače, který je v měřené konstrukci zabudován. To lze principiálně provádět několika způsoby. Nejčastěji se používají dva základní principy.String strain gauges are mainly used in the construction industry to measure the stresses of various structures, such as bridges. To evaluate their condition it is necessary to find out the resonant frequency of the sensor string, which is built into the measured structure. This can be done in principle in several ways. Two basic principles are most often used.

První princip je založen na tom, že se struna tenzometrického snímače vybudí elektrickým pulsem do budicí cívky, která slouží zároveň jako snímací. Následně po vybuzení se pak snímá napětí na této cívce, indukované kmitáním vybuzené ocelové struny v její blízkosti. Kmitočet tohoto napětí je pak vlastním rezonančním kmitočtem struny a tedy nepřímo měřenou veličinou. Výhodou tohoto principu je skutečnost, že je snímač třeba vybavit pouze jednou cívkou a budič lze tedy připojit dvouvodičově.The first principle is based on the fact that the strain gauge sensor line is excited by an electric pulse into the excitation coil, which also serves as a sensing coil. After the excitation, the voltage on this coil, induced by the oscillation of the excited steel wire in its vicinity, is then sensed. The frequency of this voltage is then the intrinsic resonant frequency of the string and thus indirectly measured quantity. The advantage of this principle is that the sensor needs to be equipped with only one coil and the exciter can therefore be connected in two wires.

Druhý princip ke založen na tom, že budič je konstruován jako můstkový oscilátor, kde je v kladné zpětné vazbě zapojen přenosový člen, tvořený vlastním snímačem. Ten je v tomto případě nutné opatřit dvěma elektromechanickými převodníky - cívkami, kde jedna slouží jako budicí a druhá jako snímací. Využívá se kmitočtových vlastností přenosu ze vstupní brány (cívky) na výstupní. Tento přenos je silně kmitočtově závislý (s vysokým činitelem jakosti) právě v oblasti rezonance. V tomto případě je vyžadováno čtyřvodičové připojení snímače.The second principle is based on the fact that the exciter is designed as a bridge oscillator, in which a transducer formed by its own sensor is connected in positive feedback. In this case it is necessary to provide two electromechanical converters - coils, where one serves as excitation and the other as sensing. Frequency characteristics of transmission from input gate (coil) to output are used. This transmission is strongly frequency dependent (with a high quality factor) just in the area of resonance. In this case, a four-wire sensor connection is required.

• a « » · a a • · < « · • · « • · · • * · · < · · ·• a «» a a <<· ·

Vzhledem ktomu, že nové řešení se týká zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením, je popis dosavadního stavu techniky dále omezen pouze na základní popis budičů, které využívají první princip činnosti.Since the new solution relates to a device for the continuous measurement of oscillations of string strain gauges with a two-wire connection, the description of the prior art is further limited to the basic description of exciters which utilize the first principle of operation.

Princip stávajících budičů jednocívkových snímačů vychází již z výše uvedeného popisu. Kmity struny se vybudí impulzem v budicí cívce a následně se snímá napětí generované v cívce vlivem dokmitávání struny. Zde existují různé modifikace, místo jednoho pulzu lze použít sérii pulzů, aby se dosáhlo dobrého vybuzení struny. Pro zpracování generovaného napětí se používá buď širokopásmový zesilovač t nebo selektivní zesilovač s omezeným kmitočtovým pásmem. Přesná zapojeni firemních budičů jsou většinou nedostupná, ale lze konstatovat, že se jedná většinou pouze o tento jednoduchý princip realizovaný výše uvedeným způsobem.The principle of existing single-coil sensor drivers is based on the above description. The string oscillations are excited by a pulse in the excitation coil and the voltage generated in the coil is then sensed due to the string vibrating. There are various modifications, instead of a single pulse, a series of pulses can be used to achieve good string excitation. Either a broadband amplifier t or a limited frequency band selective amplifier is used to process the generated voltage. Exact wiring of company drivers is mostly unavailable, but it can be stated that it is mostly only this simple principle realized in the above way.

Mezi největší nevýhody tohoto dosud známého řešení patří nezanedbatelné ovlivnění měřeného údaje, tedy vlastního kmitočtu struny, několikanásobnými budícími impulzy a dále rušení, které se zesiluje s užitečným signálem. Ten je díky slabé elektromechanické vazbě velmi malý, jedná se o stovky pV, a je proto nutné použit zesilovače se značným zesílením pro dosažení výsledného obdélníkového signálu TTL. Často je také budič konstruovaný na jednorázové měření a kontinuální, to je dynamické, měření lze provádět přinejmenším problematicky. Další nevýhodou je malá schopnost adaptace stávajících systémů na různé typy snímačů.The greatest disadvantages of this hitherto known solution include the significant influence of the measured data, ie the natural frequency of the string, the multiple excitation pulses and the interference, which is amplified with a useful signal. It is very small due to weak electromechanical coupling, it is hundreds of pV and it is therefore necessary to use amplifiers with considerable amplification to achieve the resulting rectangular TTL signal. Often, the exciter is also designed to be a one-time measurement and continuous, i.e. dynamic, measurement can be at least problematic. Another disadvantage is the low ability to adapt existing systems to different types of sensors.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením, kde na strunový snímač je připojen jednak výstup budiče a jednak vstup aktivního RC filtru typu pásmová propust s pevně daným propustným pásmem, jehož výstup vede na první komparátor doplněným zesilovačem. Podstatou vynálezu je, že mezi výstup aktivního RC filtru typu pásmová propust s pevně daným propustným pásmem a vstup prvního komparátoru se zesilovačem je vřazen přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr a na • « · « · • « · · « • · · · · « • · · « · · « · · * I « výstup prvního komparátoru se zesilovačem je připojen vstup fázového závěsu, to je první vstup fázového detektoru. Výstup prvního komparátoru je též spojen se vstupem ovládací jednotky. Její první řídící výstup je spojen se vstupem budiče a druhý řídící výstup je propojen s řídícím vstupem fázového závěsu. Jeden výstup fázového závěsu, to je výstup napětím řízeného oscilátoru, je připojen na ladící vstup přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru. Druhý výstup závěsu je hlavní výstup celého zařízení. Na vstupu ovládací jednotky je zařazena dolní propust, jejíž výstup je propojen jednak se vstupem druhého komparátoru a jednak se vstupem třetího komparátoru. První výstup druhého komparátoru je zapojen na řídící vstup elektronického přepínače, který je zároveň druhým výstupem OUT-SYNC zařízení. Druhý jeho výstup je připojen na blokovací vstup třetího komparátoru a na blokovací vstup astabilního klopného obvodu. Výstup astabílního klopného obvodu je propojen s prvním vstupem monostabilního klopného obvodu, na jehož druhý vstup je připojen výstup třetího komparátoru. S povolovacím vstupem monostabolního klopného obvodu je propojen invertovaný výstup resetovacího obvodu. Neinvertovaný výstup resetovacího obvodu je připojen na blokovací vstup pomaloběžného generátoru, jehož výstup je propojen s první polohovou svorkou elektronického přepínače. Druhá jeho polohová svorka je přes rezistor spojena s výstupem fázového detektoru.Pevný kontakt elektronického přepínače je spojen jednak s kondenzátorem a jednak se vstupem napětím řízeného oscilátoru fázového závěsu. Výstup oscilátoru je přímo spojen s ladicím vstupem přaladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru a přes dělič kmitočtu je zapojen na druhý vstup fázového detektoru a zároveň na hlavní výstup celého zařízení. Výstup monostabilního klopného obvodu je spojen se vstupem budiče. Druhý a třetí komparátor jsou komparátory s hysterezí s různými překlápěcími úrovněmi, kdy dolní překlápěcí úroveň druhého komparátoru je menší než dolní překlápěcí úroveň třetího komparátoru a naopak horní překlápěcí úroveň druhého komparátoru je větší než horní překlápěcí úroveň třetího komparátoru. Dělící poměr děliče kmitočtu je shodný s poměrem kmitočtu středu propustného pásma přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru kjeho ladícímu kmitočtu.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a device for continuous oscillation measurement of string strain gauges with two-wire connection, where the string sensor connects both the exciter output and the active RC filter input of the bandpass filter with a fixed pass filter whose output leads to the first comparator with amplifier. It is an object of the invention that a tunable narrowband amplifier filter is interposed between the output of the fixed pass filter with the fixed pass filter and the input of the first comparator with the amplifier. The output of the first comparator with the amplifier is connected to the phase lock input, that is the first input of the phase detector. The output of the first comparator is also connected to the input of the control unit. Its first control output is coupled to the driver input and the second control output is coupled to the phase locked control input. One phase lock output, that is, the voltage controlled oscillator output, is connected to the tuning input of the tunable narrowband amplifier filter. The second hinge output is the main output of the entire device. A low pass filter is connected at the input of the control unit, the output of which is connected both to the input of the second comparator and to the input of the third comparator. The first output of the second comparator is connected to the control input of the electronic switch, which is also the second output of the OUT-SYNC device. Its second output is connected to the blocking input of the third comparator and to the blocking input of the astable flip-flop. The output of the astable flip-flop is connected to the first input of the monostable flip-flop, to the second input of which the output of the third comparator is connected. The inverted output of the reset circuit is connected to the enable input of the monostable flip-flop. The non-inverted output of the reset circuit is connected to the low-speed generator blocking input, the output of which is coupled to the first position switch of the electronic switch. Its second position terminal is connected via a resistor to the output of the phase detector. The firm contact of the electronic switch is connected both to the capacitor and to the input of the voltage-controlled phase locked oscillator. The oscillator output is directly connected to the tuning input of the tunable narrowband amplifier filter and is connected via the frequency divider to the second input of the phase detector as well as to the main output of the entire device. The monostable flip-flop output is connected to the exciter input. The second and third comparators are hysteresis comparators with different flip levels where the lower flip level of the second comparator is less than the lower flip level of the third comparator and the upper flip level of the second comparator is greater than the upper flip level of the third comparator. The dividing ratio of the frequency divider is equal to the ratio of the center of the passband of the tunable narrowband amplifier filter to its tuning frequency.

V jednom výhodném provedení je vřazený přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr realizovaný technikou spínaných kapacitorú.In one preferred embodiment, the tunable narrowband amplifier filter implemented by the switched capacitor technique is incorporated.

f « · < · « ·« ·f · <<· ·

• · · « « · · « · · · « · · · • * ii • « « • · · · « • · · t « · · · • « » «· Ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii

Výhodné je, je-li výstupní signál RECT pomaloběžného generátoru tvaru exponenciálního nebo po úsecích lineárního.Advantageously, the RECT output signal of the low-speed generator is of exponential or linear sections.

V dalším výhodném provedení je přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr tvořen dvěma stejnými kaskádně řazenými bloky 2.řádu.In another preferred embodiment, the tunable narrowband amplifier filter is formed by two identical, second-order cascaded blocks.

Výhodou předkládaného řešení je použití přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru, který zesiluje pouze užitečný signál, tj. signál o kmitočtu rovném rezonančnímu kmitočtu struny. Pro ladění filtru je použit fázový závěs, který zajistí udržení synchronního stavu, přičemž přechod do synchronního stavu zajišťují speciální obvody ovládání zařízení. Výhodou zařízení je skutečnost, že obvod ovládání generuje vhodné okamžiky pro efektivní buzení struny.An advantage of the present solution is the use of a tunable narrowband amplifier filter that amplifies only a useful signal, i.e. a signal equal to the resonant frequency of the string. A phase lock is used to tune the filter to maintain the synchronous state, while the special control circuitry ensures the transition to the synchronous state. The advantage of the device is the fact that the control circuit generates suitable moments for effective line excitation.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením podle předkládaného řešení bude blíže popsán pomocí přiložených výkresů. Na obr.1 je velmi zjednodušené základní blokové schéma zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením. Obr.2 znázorňuje kompletní blokové schéma zařízení, který má být chráněn. Na obr.3A a 3B je uveden průběh výstupního napětí prvního komparátoru pro dvě úrovně vstupního signálu se zavedenou stejnosměrnou složkou. Na obr.4 je uveden příklad modulové charakteristiky přeladitelného úzkopásmového filtru, při ladicím hodinovém kmitočtu 100 kHz.The device for continuous oscillation measurement of string strain gauges with two-wire connection according to the present solution will be described in more detail with the help of attached drawings. Fig. 1 is a very simplified basic block diagram of a device for continuous oscillation measurement of string strain gauges with two-wire connection. Fig. 2 shows a complete block diagram of the device to be protected. Figures 3A and 3B show the waveform of the output voltage of the first comparator for the two levels of the input signal with the DC component introduced. Fig. 4 shows an example of the modular characteristic of a tunable narrowband filter at a tuning clock frequency of 100 kHz.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Navržené řešení vychází ze stejného základního principu jako první skupina systémů měření kmitů strunových tenzometrických snímačů, to je vybuzení kmitů pulzem. Jak ukazuje základní schéma na obr.1, je zapojení složeno z budiče 2, jehož výstup je připojen jednak ke strunovému tenzometrickému snímači £ a jednak na vstup aktivního RC filtru 3, dále jen ARC filtr 3. Výstup ARC filtru 3 je přes < « «The proposed solution is based on the same basic principle as the first group of measurement systems of string tensometric sensors oscillation, that is oscillation of pulse. As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the wiring consists of an exciter 2, the output of which is connected both to the string strain gauge 6 and to the input of the active RC filter 3, hereinafter referred to as the ARC filter 3.

Mil ♦ · « • · · « · · « 4 a • a · • « « · ’ » « « * « I « • «4 • » ti přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4 propojen s prvním komparátorem 5, na jehož výstup je připojen vstup fázového závěsu 6, jehož jedním výstupem je přelaďován přeladitelný filtr 4 a jehož druhý výstup je hlavním výstupem celého zapojení. Budič 2 a fázový závěs 6 je řízen ovládací jednotkou 7, jejíž vstup je připojen na výstup prvního komparátoru 5.The tunable narrowband amplifier filter 4 is connected to the first comparator 5 to which it is connected. input of phase lock 6, one output of which tunes the filter 4 and whose other output is the main output of the whole circuit. The exciter 2 and the phase lock 6 are controlled by a control unit 7, the input of which is connected to the output of the first comparator 5.

Toto zařízení pracuje obdobně jako známá zařízení, avšak s několika zásadními vylepšeními.This device works similarly to known devices, but with some major improvements.

Zesílení signálu je rozděleno na předzesilovací ARC filtr 3 typu pásmová propust s pevně daným propustným pásmem. V kaskádě za ním je zapojen přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4, realizovaný zde technikou spínaných kapacitorů s velmi úzkým propustným pásmem. Tím se do značné míry potlačí rušení indukované v přívodních vodičích snímače.The signal amplification is divided into a pre-amplification bandpass filter 3 of the fixed pass band type. In the cascade downstream there is a tunable narrowband amplification filter 4, implemented here by a switching capacitor technique with a very narrow passband. This largely suppresses the interference induced in the sensor lead wires.

Výstupní signál z přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4 prochází prvním komparátorem 5, na jehož výstupu je obdélníkový signál o kmitočtu rovném rezonančnímu kmitočtu struny. Na výstup prvního komparátoru 5 je pak připojen vstup fázového závěsu 6, který je v synchronním stavu zavěšen na kmitočtu výstupního signálu prvního komparátoru 5, tj. rezonančním kmitočtu f0 struny. Ladící kmitočet přelaďovaného úzkopásmového zesilovacího filtru 4 je přitom získáván z fázového závěsu 6 a systém se tak adaptuje přímo na vlastnosti připojeného strunového tenzometrického snímače LThe output signal from the tunable narrowband amplifier filter 4 passes through the first comparator 5, which outputs a rectangular signal at a frequency equal to the resonant frequency of the string. A phase lock input 6 is then connected to the output of the first comparator 5, which is suspended in synchronous state at the output signal frequency of the first comparator 5, i.e. the resonance frequency f 0 of the string. The tuning frequency of the tuned narrowband amplifier filter 4 is obtained from the phase lock 6 and the system adapts directly to the properties of the connected string strain gauge L

Pro start celého zařízení je použito speciální zapojení ovládací jednotky 7, které zajistí přechod do synchronního stavu. Tato ovládací jednotka 7 pak generuje i potřebné budicí impulzy respektive časové okamžiky pro buzení. Ty se generují v závislosti na vlastnostech strunového tenzometrického snímače JL, tedy na délce odezvy kmitů struny, což je optimální jednak pro vlastní vybuzení snímače, jednak pro minimální ovlivnění výstupního kmitočtu.A special wiring of the control unit 7 is used to start the whole device, which ensures the transition to the synchronous state. This control unit 7 then generates the required excitation pulses or the time points for the excitation. These are generated in dependence on the characteristics of the string strain gauge JL, ie on the length of the string oscillation response, which is optimal both for the actual excitation of the sensor and for the minimum influence on the output frequency.

Celé zařízení pak pracuje nezávisle, má vlastní řízení a je vhodné i pro dynamická měření.The whole device then operates independently, has its own control and is also suitable for dynamic measurements.

t ‘ • « « « * <t ‘•« «« * <

• « • » < · • < β • ’ 1 1 t • < · <• 1 1 t • <· <

• * · «• * · «

Podrobný popis funkce bude objasněn na kompletním blokovém schématu, které je uvedeno na obrázku 2.A detailed description of the function will be explained in the complete block diagram shown in Figure 2.

Strunový tenzometrický snímač i je připojen na výstup budiče 2, odkud je signál přiveden na vstup ARC filtru 3, který lze konstruovat jako pásmovou propust 6., případně 4. řádu s propustným pásmem 500 Hz až 2,2 kHz a se zesílením zhruba 40 dB. Výstup ARC filtru 3 je spojen se vstupem přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4, např. 4.řádu, se zesílením minimálně 20 dB. Přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4 lze s výhodou realizovat ze dvou shodných bloků druhého řádu řazených v kaskádě. Na obr. 4 je vykreslena typická modulová charakteristika takového filtru pro ladicí, hodinový, kmitočet 100 kHz, kdy střed propustného pásma je právě na kmitočtu 1 kHz.The string strain gauge i is connected to the output of exciter 2, where the signal is applied to the input of the ARC filter 3, which can be constructed as a 6th or 4th order band pass filter with a pass band of 500 Hz to 2.2 kHz and amplification of about 40 dB. . The output of the ARC filter 3 is coupled to the input of a tunable narrowband amplifier filter 4, e.g., 4th order, with a gain of at least 20 dB. The tunable narrowband amplifier filter 4 may preferably be implemented from two identical second order blocks cascaded. Fig. 4 shows a typical module characteristic of such a filter for a tuning, clock, frequency of 100 kHz, where the center of the passband is just at a frequency of 1 kHz.

Výstup přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4 je propojen s prvním komparátorem 5 doplněným zesilovačem. Na výstup tohoto prvního komparátoru 5 se zesilovačem je připojen jednak vstup fázového závěsu 6 a jednak je tento výstup spojen se vstupem ovládací jednotky 7.The output of the tunable narrowband amplifier filter 4 is coupled to the first comparator 5 supplemented with an amplifier. The output of the first comparator 5 with the amplifier is connected to the input of the phase lock 6 and connected to the input of the control unit 7.

První řídící výstup ovládací jednotky 7 je spojen se vstupem budiče 2 a její druhý řídicí výstup je propojen s řídícím vstupem fázového závěsu 6. Jeden výstup fázového závěsu 6, to je výstup napětím řízeného oscilátoru 64, je připojen na ladicí vstup přelaďovaného úzkopásmového filtru 4 a druhý jeho výstup je hlavním výstupem celého zapojení. Na vstupu ovládací jednotky 7 je zařazena dolní propust 71, jejíž výstup je propojen jednak se vstupem druhého komparátoru 72 a jednak s vstupem třetího komparátoru 73. První výstup druhého komparátoru 72 řídí elektronický přepínač 78 a je zároveň druhým výstupem OUT-SYNC zařízení. Druhý výstup druhého komparátoru 72 řídí činnost jednak třetího komparátoru 73 a je zapojen na jeho blokovací vstup a dále pak na blokovací vstup astabilního klopného obvodu 74. Výstup astabilního klopného obvodu 74 je propojen s prvním vstupem monostabilního klopného obvodu 75, na jehož druhý vstup je připojen výstup třetího komparátoru 73 a jehož činnost je povolována invertovaným výstupem resetovacího obvodu 76, podobně jako pomaloběžného generátoru 77, jehož blokovací vstup je připojen na neinvertovaný výstup resetovacího obvodu 76. Výstup generátoru 77 je propojen s přepínatelným vstupem napětím řízeného oscilátoru 64 fázového závěsu ··· · · · ·«« • · ··« · · ·« «« ···· · · · «II · · · * · · · tt pomocí elektronického přepínače 78. Výstup monostabilního klopného obvodu 75 je spojen se vstupem budiče 2.The first control output of the control unit 7 is coupled to the driver input 2 and its second control output is coupled to the phase locked control input 6. One phase locked output 6, the voltage controlled oscillator 64 output, is connected to the tuning input of the tuned narrowband filter 4 and its second output is the main output of the entire wiring. A low pass filter 71 is connected at the input of the control unit 7, the output of which is coupled to the input of the second comparator 72 and the input of the third comparator 73. The first output of the second comparator 72 controls the electronic switch 78 and is the second output of the OUT-SYNC device. The second output of the second comparator 72 controls the operation of the third comparator 73 and is connected to its blocking input and the blocking input of the astable flip-flop 74. The output of the astable flip-flop 74 is coupled to the first input of the monostable flip-flop 75. the output of the third comparator 73 and whose operation is enabled by the inverted output of the reset circuit 76, similar to the slow-running generator 77, whose blocking input is connected to the non-inverted output of the reset circuit 76. The generator output 77 is coupled to the switchable input of the voltage controlled oscillator 64 Using an electronic switch 78, the output of the monostable flip-flop 75 is coupled to the input of the exciter 2. .

Fázový závěs 6 je na svém vstupu tvořen fázovým detektorem 61, jehož výstup je přes odpor 62 spojen s druhou polohovou svorkou dvoupolohového elektronického přepínače 78. První polohová svorka dvoupolohového elektronického přepínače 78 je spojena s výstupem generátoru 77 a pevný kontakt dvoupolohového elektronického přepínače 78 je spojen jednak přes kondenzátor 63 se zemnicí svorkou a jednak se vstupem napětím řízeného oscilátoru 64. Výstup oscilátoru 64 je propojen jednak s ladícím vstupem přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4 a jednak přes dělič 65 kmitočtu s druhým vstupem fázového detektoru 61 a s hlavním výstupem celého zapojení. Dělič 65 kmitočtočtu je zde zvolen s dělicím poměrem 1:100.The phase hinge 6 is at its input formed by a phase detector 61, the output of which is connected via a resistor 62 to a second position terminal of the two-position electronic switch 78. The first position terminal of the two-position electronic switch 78 is connected to the output of the generator 77 and the fixed contact of the two-position electronic switch 78 is connected. on the one hand through the capacitor 63 with the ground terminal and on the other hand with the input of the voltage controlled oscillator 64. The output of the oscillator 64 is connected both to the tuning input of the tunable narrowband amplifier filter 4 and to the main input of the wiring. The frequency divider 65 is selected here with a split ratio of 1: 100.

Strunový tenzometrický snímač 1 je prostřednictvím budiče 2 buzen impulsy EXCT generovanými monostabilním klopným obvodem 75, který je ovládán buď náběžnou hranou signálu IMP ze třetího komparátoru 73 (nebo sestupnou hranou pomocného astabilního klopného obvodu 74. Jejich význam bude vysvětlen později. Vlastní budič 2 pouze zesiluje pulzy EXCT z monostabilního klopného obvodu 75, tj. připojuje na dobu trvání pulzu, cca 200 ps, na cívku strunového tenzometrického snímače 1 napětí o velikosti cca 20V. Tím je zajištěno dobré vybuzení struny. Po odeznění přechodového děje na budicí cívce je signál zesilován ARC filtrem 3. Jeho vstup je přitom chráněn diodami, proti přebuzení budicími pulzy. Vybuzené kmity strunového tenzometrického snímače 1 jsou zesilovány v podobě indukovaného napětí nejprve klasickým ARC filtrem 3, dále přeladitelným úzkopásmovým zesilovacím filtrem 4 a nakonec je signál omezen zesilovačem a prvním komparátorem označené zde jako jeden blok pod vztahovým číslem 5, na jehož výstup je připojen fázový závěs 6. Ten je zachycen na rezonančním kmitočtu struny a jeho napětím řízený oscilátor 64 kmitá na stonásobku tohoto kmitočtu, díky použitému děliči 65. Zesilovač v bloku prvního komparátoru 5 oddělí případnou stejnosměrnou složku signálu, tento signál zesílí, přičemž ještě omezí horním kmitočtové pásmo. To je výhodné vzhledem k charakteru zpracovávaného signálu jedná se o vzorkovaný signál diskrétně pracujícího filtru 4 implementovaného pomocí spínaných kapacitorů. Zároveň je v tomto zesilovači bloku komparátoru 5 zavedena « · · · • · · • · · « · · « · « · • · · • * · « • · « <The string strain gauge 1 is driven by the exciter 2 by the EXCT pulses generated by the monostable flip-flop 75, which is controlled by either the leading edge of the IMP signal from the third comparator 73 ( or the falling edge of the auxiliary flip-flop 74). EXCT pulses from monostable flip-flop 75, ie it connects a voltage of about 20V to the string strain gauge 1 coil for a pulse duration of approx. 200 ps, thus ensuring good string excitation. The excited oscillations of the string strain gauge sensor 1 are amplified in the form of induced voltage first by the classical ARC filter 3, then by the tunable narrowband amplifier filter 4 and finally the signal is limited by the amplifier. and the first comparator designated here as one block under reference number 5, the output of which is a phase lock 6. This is captured at the resonant frequency of the string and its voltage-controlled oscillator 64 oscillates 100 times that frequency, thanks to the splitter 65 used. the comparator 5 separates the possible DC component of the signal, amplifying the signal while still limiting the upper frequency band. This is advantageous due to the nature of the signal being processed, it is a sampled signal of a discrete-time filter 4 implemented by means of switched capacitors. Simultaneously, the comparator block amplifier 5 includes a < RTI ID = 0.0 &gt;&quot;&lt; / RTI &gt;

• β · « « • · · « • · · « do signálu potřebná stejnosměrná složka, aby navazující komparátor pracoval tak, jak udává obrázek 3. Jak bude ukázáno dále, v synchronním stavu je na výstupu druhého komparátoru 72 velikost signálu OUT-SYNC +5V, tj. log. 1 a elektronický přepínač 78 je přepnut do polohy 2. To znamená, že vstup oscilátoru 64 je přes rezistor 62 spojen s výstupem fázového detektoru 61 a smyčka fázového závěsu 6 je nepřerušená. Přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4 je laděn kmitočtem oscilátoru 64 fázového závěsu 6, přičemž tento kmitočet odpovídá přesně stonásobku kmitočtu propustného pásma přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4. Tím je zajištěno, že tento přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4 je naladěn přesně na rezonanční kmitočet struny strunového snímače 1. Výstupní TTL signál o kmitočtu fo rovném vlastním kmitům připojeného strunového tenzometrického snímače 1 je odebírán za děličem 65 fázového závěsu 6. Pokud se tedy změní mechanické poměry, změní se kmitočet struny, tím se změní i kmitočet fázového závěsu 6 a dojde k doladění přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru 4. Takto je systém funkční v zasynchronizovaném stavu. Je však nutné řešit dvě otázky, aby bylo zařízení plně funkční, a to jak generovat budicí pulzy a jak zajistit přechod do synchronního stavu systému po jeho zapnutí, výpadku napětí, a podobně.• The DC component required for the signal to operate the downstream comparator as shown in Figure 3. As shown below, the output of the second comparator 72 outputs the OUT-SYNC + signal size. 5V, ie log. 1, and the electronic switch 78 is set to position 2. That is, the input of the oscillator 64 is connected via a resistor 62 to the output of the phase detector 61 and the phase locked loop 6 is uninterrupted. The tunable narrowband amplifier filter 4 is tuned to the frequency of the phase locked oscillator 64, which frequency exactly corresponds to 100 times the bandwidth of the tunable narrowband amplifier filter 4. This ensures that the tunable narrowband amplifier filter 4 is tuned precisely to the string resonant frequency sensor 1 The output TTL signal of the frequency equal to the intrinsic oscillations of the connected string strain gauge 1 is taken behind the phase lock divider 65. Thus, if the mechanical conditions change, the string frequency will change, thus also the phase lock frequency 6 will be tuned and the tunable narrowband Thus, the system is operable in a synchronized state. However, two issues need to be addressed in order for the device to be fully functional, namely how to generate excitation pulses and how to ensure that the system is switched to a synchronous state after power on, power failure, and the like.

První otázka je částečně řešena již v bloku prvního komparátoru 5 doplněného zesilovačem, kde je před komparací zavedena do užitečného signálu nenulová stejnosměrná složka. Jestliže je komparační úroveň OV, potom výstupní napětí prvního komparátoru 5 mění svoji střídu, tj. i střední hodnotu, podle velikosti vstupního signálu, jak je naznačeno na obrázku 3A respektive 3B. Na těchto obrázcích je uveden průběh výstupního napětí na prvním komparátoru 5 pro dvě úrovně vstupního signálu se zavedenou stejnosměrnou složkou, která je naznačena čárkovanou čárou.The first question is partially solved already in the block of the first comparator 5 supplemented by an amplifier, where a non-zero DC component is introduced into the useful signal before the comparison. If the comparator level is OV, then the output voltage of the first comparator 5 changes its duty cycle, i.e. the mean value, according to the magnitude of the input signal as indicated in Figures 3A and 3B, respectively. These figures show the output voltage waveform on the first comparator 5 for the two levels of the input signal with the DC component introduced, indicated by the dashed line.

Střední hodnota výstupního napětí prvního komparátoru 5 je získávána pomocí dolní propusti 71 ovládací jednotky 7. Dolní propust 71 je postačující realizovat integračním RC článkem. Pokud dokmitávající struna strunového tenzometrického snímače 1 má již malou výchylku, je indukované napětí strunového tenzometrického snímače 1 malé, a tím je malá i střední hodnota výstupního signálu prvního komparátoru 5. Při nastavené úrovni pak dojde k překlopení třetího • ί • · « · • « t « «The mean value of the output voltage of the first comparator 5 is obtained by means of the low pass filter 71 of the control unit 7. The low pass filter 71 is sufficient to be realized by an integrating RC cell. If the string of the tensiometric sensor 1 has a small deflection, the induced voltage of the tensiometer sensor 1 is small, which is the small and medium value of the output signal of the first comparator 5. At the set level, the third • ί • · «· •« t ««

komparátoru 73 a signál IMP aktivuje monostabilní klopný obvod 75, který vygeneruje nový budicí impulz EXCT pro strunový tenzometrický snímač i. Tím se opět zvýší vstupní signál prvního komparátoru 5, vzroste střední hodnota jeho výstupního signálu a celý proces se opakuje, přičemž jsou udržovány kontinuální kmity struny strunového tenzometrického snímače 1, vhodné i pro dynamické snímání měřené veličiny.comparator 73 and the IMP signal activates the monostable flip-flop 75, which generates a new EXCT excitation pulse for the strain gauge i. This again increases the input signal of the first comparator 5, increases its mean output signal, and repeats the process while maintaining continuous oscillations strings of string strain gauge 1, also suitable for dynamic reading of measured value.

Uvedeným postupem je navíc zajištěno, že buzení struny bude efektivní, tedy je generováno až při velmi malé amplitudě kmitů struny. Nemůže tedy dojít ke stavu, kdy budící pulz přijde v okamžiku, kdy struna ještě dostatečně kmitá a právě se vzdaluje od budicí cívky. V tom případě ji budicí pulz přitahuje zpět, zbrzdí ji a vybuzení bude neefektivní. Jedná se o buzení v protifázi, kdy energie nutná pro rozkmitání struny se spotřebuje na její zbrždění. Popisované zařízení se díky popsanému principu adaptuje na různé typy strunových tenzometrických snímačů s různým činitelem tlumení struny, tedy s různou dobou dokmitávání struny, přičemž buzení zůstává efektivní.In addition, this procedure ensures that the excitation of the string is effective, that is to say it is generated only at a very small amplitude of the string oscillations. Thus, the excitation pulse cannot occur when the string is still sufficiently oscillating and is just moving away from the excitation coil. In this case, the excitation pulse pulls it back, slows it, and wakes it inefficiently. It is the excitation in a counter-phase, when the energy needed to vibrate the string is consumed for its braking. Thanks to the described principle, the described device adapts to different types of string strain gauges with different string damping factor, ie with different string vibration time, while the excitation remains effective.

Optimální buzení kmitající struny, tzv. buzení ve fázi, nelze v praktických podmínkách nikdy uskutečnit díky fázovým posuvům signálu, zejména vlivem připojovacího vedení, kde nikdy nejsou známy jeho parametry ani délka. Pokud není možno tyto posuvy jednoduše vyhodnocovat, je nutné se buzení ve fázi vzdát. Popisovaný způsob buzení je proto vhodný jak pro svoji funkčnost, tak jednoduchost.In practice, optimum excitation of the oscillating string, the so-called phase excitation, can never be achieved due to phase shifts of the signal, in particular due to the connection line where its parameters and length are never known. If these shifts cannot be easily evaluated, the excitation in phase must be abandoned. The described method of excitation is therefore suitable both for its functionality and simplicity.

Dosud bylo popisováno zařízení v zasynchronizovaném stavu. Pokud však dojde k zapnutí napájecího napětí, není systém synchronizován a oscilátor 65 kmitá na volnoběžném, obvykle nejnižším kmitočtu. Tím není naladěn přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4 a výstupní napětí za prvním komparátorem 5 je nulové. Fázový detektor 61 je hranově řízený, aby střída vstupních signálů neovlivňovala jeho funkci, lze použít například obvod 4046. Vzhledem k těmto skutečnostem a vzhledem k značné složitosti nemůže dojít k samovolnému zachycení fázového závěsu 6 a navíc není strunový tenzometrický snímač i buzen, ani není naladěn přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4. Pro zachycení je tedy po zapnutí napájecího napětí a odeznění resetovacího signálu z resetovacího obvodu 76, nastavující definované počáteční podmínky, vyvolán následující postup.So far, the device has been described in a synchronized state. However, when the supply voltage is switched on, the system is not synchronized and the oscillator 65 oscillates at idle, usually the lowest frequency. Thereby the tunable narrowband amplifier filter 4 is not tuned and the output voltage after the first comparator 5 is zero. The phase detector 61 is edge controlled so that the input signal duty cycle does not affect its function, for example, the 4046 circuit can be used. Because of this and due to the complexity, the phase lock 6 cannot be spontaneously captured. A tunable narrowband amplifier filter 4 is thus initiated to capture the following procedure when the supply voltage is turned on and the reset signal from the reset circuit 76 setting the defined initial conditions disappears.

• · · · · · • · · · tt• tt

Díky nulovému signálu prvního komparátoru 5 deaktivuje druhý komparátor 72 funkci třetího komparátoru 73 a naopak aktivuje astabilní klopný obvod 74, který začne periodicky budit strunový tenzometrický snímač 1 prostřednictvím monostabilního klopného obvodu 75. V tomto stavu je dále nulový signál OUT-SYNC (log. 0) a dvoupolohový elektronický přepínač 63 je přepnut do polohy 1. Oscilátor 64 fázového závěsu 6 je nyní řízen pomaloběžným generátorem 77 signálu RECT po úsecích lineárního nebo exponenciálního průběhu, který začne zvyšovat svoje napětí z hodnoty 0V. Oscilátor 64 fázového závěsu 6 tedy zvyšuje svůj kmitočet a tím se příslušně přelaďuje i přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4, a to až do stavu, kdy se naladí na kmitočet signálu z ARC filtru 3, tj. na rezonanční kmitočet struny, která je nyní periodicky buzená díky asbabilnímu klopnému obvodu 74. Jakmile se naladí přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr 4, objeví se na jeho výstupu signál, který zpracuje první komparátor 5 a následně dojde k překlopení druhého komparátoru 72. Tím ze spojí smyčka fázového závěsu 6, který se zachytí, deaktivuje se analogový klopný obvod 74 a budící pulzy se začnou generovat třetím komparátorem 73, jak bylo výše uvedeno. Obvod dále pracuje v synchronním stavu, druhý komparátor 72 je stále překlopen, tedy signál OUT-SYNC je v log. 1, a strunový tenzometrický snímač 1 je opakovaně buzen díky signálu IMP generovaným třetím komparátorem 73. Generátor 77 je zapojen tak, že umožňuje generovat i sestupnou hranu průběhu, pokud by z nějakých důvodů nedošlo k zachycení při náběžné hraně.Due to the zero signal of the first comparator 5, the second comparator 72 deactivates the function of the third comparator 73 and in turn activates the astable flip-flop 74, which starts to periodically excite the string strain gauge 1 via the monostable flip-flop 75. In this state, the OUT-SYNC signal is zero. ) and the two-position electronic switch 63 is set to position 1. The phase lock oscillator 64 is now controlled by a slow-running RECT signal generator 77 over linear or exponential waveforms that begin to increase its voltage from 0V. Thus, the phase lock oscillator 64 increases its frequency and thus tunes the tunable narrowband amplifier 4 accordingly until it tunes to the signal frequency from the ARC filter 3, i.e. the resonant frequency of the string, which is now periodically excited. As soon as the tunable narrowband amplifier filter 4 is tuned, a signal appears on its output that processes the first comparator 5 and then flips the second comparator 72. This connects the phase locked loop 6, which is caught, deactivates the analog flip-flop 74 and the excitation pulses will be generated by the third comparator 73, as mentioned above. The circuit further operates in a synchronous state, the second comparator 72 is still flipped, i.e. the OUT-SYNC signal is in log. 1, and the string strain gauge 1 is repeatedly driven by the IMP signal generated by the third comparator 73. The generator 77 is coupled so as to generate a falling edge of the waveform if, for some reason, it would not be trapped at the rising edge.

Komparační úrovně druhého komparátoru 72 a třetího komparátoru 73 musí být nastaveny tak, aby se při poklesu napětí za dolní propustí 71 v synchronním stavu nejprve překlopil třetí komparátor 73 a tím obnovil vybuzení struny dříve než se překlopí druhý komparátor 72, čímž by došlo k rozpojení smyčky fázového závěsu 6 a zablokování třetího komparátoru 73. Oba komparátory 72 a 73 jsou komparátory s hysterezí, přičemž dolní překlápěcí úroveň druhého komparátoru 72 je menší než dolní překlápěcí úroveň třetího komparátoru 73 a naopak horní překlápěcí úroveň druhého komparátoru 72 je větší než horní překlápěcí úroveň třetího komparátoru 73.The comparator levels of the second comparator 72 and the third comparator 73 must be set so that when the voltage drops behind the low-pass filter 71 in synchronous state, the third comparator 73 first flips and thus resets the string before the second comparator 72 flips, thereby breaking the loop Both comparators 72 and 73 are comparators with hysteresis, wherein the lower flip level of the second comparator 72 is less than the lower flip level of the third comparator 73 and the upper flip level of the second comparator 72 is greater than the upper flip level of the third comparator. comparator 73.

Posledním uvedeným obvodem je resetovací obvod 76, který zajišťuje definované podmínky po zapnutí napájecího napětí nebo jeho poklesu. Tento resetovací obvod 76 zablokuje na definovanou dobu činnost monostabilního klopného obvodu 75, čímž se přestane budit strunový tenzometrický snímač i a dojde k počátečnímu nesynchronizovanému stavu a signál OUT-SYNC přejde do log.The latter circuit is a reset circuit 76 which provides defined conditions upon power on or voltage drop. This reset circuit 76 disables the operation of the monostable flip-flop 75 for a defined period of time, thereby stopping the strings strain gauge i and causing an initial non-synchronized state and the OUT-SYNC signal goes to the logs.

0. Po tuto dobu zajistí zároveň resetovací obvod 76 nastavení počátečních podmínek generátoru 77 a vybití kondenzátorů 63. Po odblokování činnosti resetovacím obvodem 76 začne výše popsaný děj, vedoucí k synchronizaci zařízení.0. During this time, the reset circuit 76 also ensures the initial condition of the generator 77 and the discharge of the capacitors 63. After the reset circuit 76 has been unlocked, the above-described event will begin, leading to device synchronization.

• · • · • · · · • «• · · · · · · · · ««

Popsaná činnost byla ověřena funkčním vzorkem na různých typech strunových tenzometrických snímačů.The described activity was verified by a functional sample on various types of string strain gauges.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Uvedené zařízení lze využít všude tam, kde se monitoruje a měří pomocí uvedených strunových tenzometrických snímačů, tj. různé stavební konstrukce tunely, mosty, apod.Said device can be used wherever it is monitored and measured using the mentioned string strain gauges, ie various building structures tunnels, bridges, etc.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Zařízení pro kontinuální měření kmitů strunových tenzometrických snímačů s dvouvodičovým připojením, kde na strunový snímač (1) je připojen jednak výstup budiče (2), jednak vstup aktivního RC filtru (3) typu pásmová propust s pevně daným propustným pásmem, jehož výstup vede na první komparátor (5) doplněným zesilovačem,vyznačující se tím, že mezi výstup aktivního RC filtru (3) typu pásmová propust s pevně daným propustným pásmem a vstup prvního komparátoru (5) se zesilovačem je vřazen přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr (4) a na výstup prvního komparátoru (5) se zesilovačem je připojen vstup fázového závěsu (6), to je první vstup fázového detektoru (61) a jednak je výstup prvního komparátoru (5) spojen se vstupem ovládací jednotky (7), jejíž první řídicí výstup je spojen se vstupem budiče (2) a druhý řídící výstup je propojen s řídicím vstupem fázového závěsu (6), jehož jeden výstup, to je výstup napětím řízeného oscilátoru (64), je připojen na ladicí vstup přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru (4) a druhý výstup závěsu (6) je hlavní výstup celého zařízení, přičemž na vstupu ovládací jednotky (7) je zařazena dolní propust (71), jejíž výstup je propojen jednak se vstupem druhého komparátoru (72) a jednak se vstupem třetího komparátoru (73), kde první výstup druhého komparátoru (72) je zapojen na řídicí vstup elektronického přepínače (78), který je zároveň druhým výstupem OUT-SYNC zařízení a druhý jeho výstup je připojen na blokovací vstup třetího komparátoru (73) a na blokovací vstup astabilního klopného obvodu (74), jehož výstup je propojen s prvním vstupem monostabilního klopného obvodu (75), na jehož druhý vstup je připojen výstup třetího komparátoru (73) a s povolovacím vstupem monostabolního klopného obvodu (75) je propojen invertovaný výstup resetovacího obvodu (76), přičemž jeho neinvertovaný výstup je připojen na blokovací vstup pomaloběžného generátoru (77), jehož výstup je propojen s první polohovou svorkou elektronického přepínače (78) a druhá jeho polohová svorka je přes rezistor (62) spojena s výstupem fázového detektoru (61), přičemž pevný kontakt elektronického přepínače (78) je spojen jednak s kondenzátorem (63), jednak se vstupem napětím řízeného oscilátoru (64) fázového závěsu (6) a kde výstup oscilátoru (64) je přímo spojen s ladicím vstupem přaladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru (4) a přes dělič (65) kmitočtu je zapojen na druhý vstup fázového detektoru (61) a • · · · ··« «tl1. Device for continuous oscillation measurement of string strain gauges with two-wire connection, where the string sensor (1) is connected both to the exciter output (2) and to the active RC filter (3) input of bandpass filter with fixed pass filter. to the first comparator (5) supplemented by an amplifier, characterized in that a tunable narrowband amplifier filter (4) is inserted between the output of the fixed pass filter of the fixed pass filter type and the input of the first amplifier comparator (5); the output of the first comparator (5) with the amplifier is connected to the input of the phase lock (6), i.e. the first input of the phase detector (61) and secondly the output of the first comparator (5) is connected to the input of the control unit (7) the driver input (2) and the second control output is connected to the phase lock (6) control input, step, i.e. the output of the voltage-controlled oscillator (64), is connected to the tuning input of the tunable narrowband amplifier filter (4) and the second hinge output (6) is the main output of the device, 71), whose output is connected both to the input of the second comparator (72) and to the input of the third comparator (73), wherein the first output of the second comparator (72) is connected to the control input of the electronic switch (78). - a SYNC device and a second output thereof is connected to the blocking input of the third comparator (73) and to the blocking input of the astable flip-flop (74), the output of which is coupled to the first input of the monostable flip-flop (75); of the comparator (73) and the inverted output of the reset circuit is connected to the water (76), its non-inverted output being connected to the blocking input of the low-speed generator (77), the output of which is connected to the first position terminal of the electronic switch (78) and its second position terminal connected to the phase detector output (62). 61), wherein the fixed contact of the electronic switch (78) is coupled to both the capacitor (63) and the voltage-controlled oscillator (64) input of the phase lock (6), and wherein the oscillator output (64) is directly connected to the tuning input of the tunable narrowband amplifier filter (4) and via the frequency divider (65) is connected to the second input of the phase detector (61) and 13 .........13 ......... zároveň na hlavní výstup celého zařízení, a kde výstup monostabilního klopného obvodu (75) je spojen se vstupem budiče (2), přičemž druhý komparátor (72) a třetí komparátor (73) jsou komparátory s hysterezí s různými překlápěcími úrovněmi, kdy dolní překlápěcí úroveň druhého komparátoru (72) je menší než dolní překlápěcí úroveň třetího komparátoru (73) a naopak horní překlápěcí úroveň druhého komparátoru (72) je větší než horní překlápěcí úroveň třetího komparátoru (73), přičemž dělící poměr děliče (65) kmitočtu je shodný s poměrem kmitočtu středu propustného pásma přeladitelného úzkopásmového zesilovacího filtru (4) k jeho ladícímu kmitočtu.at the same time, the output of the monostable flip-flop (75) is connected to the input of the exciter (2), the second comparator (72) and the third comparator (73) being hysteresis comparators with different flipping levels, the lower flipping level the second comparator (72) is less than the lower flip level of the third comparator (73), and the upper flip level of the second comparator (72) is greater than the upper flip level of the third comparator (73), with the dividing ratio of the frequency divider being the same the frequency of the center of the passband of the tunable narrowband amplification filter (4) to its tuning frequency. 2. Zařízení podle nároku 1 f vyznačující se tím, že vřazený přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr (4) je realizovaný technikou spínaných kapacitorů.2. Device according to claim 1, characterized f in that the in-line tunable narrowband filter amplifier (4) is implemented by the technique of switched capacitors. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se tím, že výstupní signál RECT pomaloběžného generátoru (77) je tvaru exponenciálního nebo po úsecích lineárního.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the RECT output signal of the low-speed generator (77) is exponential or linear in section. 4. Zařízení podle nároku 1 a kteréhokoli z nároků 2 nebo 3,vyznačující se tím, že přeladitelný úzkopásmový zesilovací filtr (4) je tvořen dvěma stejnými kaskádně řazenými bloky 2.řádu.Device according to claim 1 and any one of claims 2 or 3, characterized in that the tunable narrowband amplification filter (4) is formed by two identical, second-order cascaded blocks.
CZ20060439A 2006-07-03 2006-07-03 Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection CZ2006439A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060439A CZ2006439A3 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060439A CZ2006439A3 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ298425B6 CZ298425B6 (en) 2007-09-26
CZ2006439A3 true CZ2006439A3 (en) 2007-09-26

Family

ID=38521520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20060439A CZ2006439A3 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2006439A3 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300136B6 (en) * 2008-07-03 2009-02-18 Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Apparatus for continuous measuring vibrations of string strain gauges with two-conductor connection
CZ2015223A3 (en) * 2015-03-30 2016-06-08 České Vysoké Učení Technické V Praze, Fakulta Elektrotechnická Device to measure resonance frequency of stringed strain gauges with two-wire connection and automatic setting

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB509647A (en) * 1937-06-21 1939-07-19 Maihak Ag Electromagnetic device for measuring mechanical forces and moments
GB920668A (en) * 1960-10-10 1963-03-13 Borg Warner Transducer systems
GB1105794A (en) * 1965-07-10 1968-03-13 Vyskumny Ustav Automatisacnich A vibrating wire apparatus with phase resonance indication
US3889525A (en) * 1974-08-07 1975-06-17 Us Interior Vibrating wire meter
US4041783A (en) * 1975-03-05 1977-08-16 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha System for measuring vibration frequency of vibrating object
US4150568A (en) * 1978-03-28 1979-04-24 General Electric Company Apparatus and method for down hole vibration spectrum analysis
JPH0643929B2 (en) * 1984-03-31 1994-06-08 株式会社島津製作所 Vibration type force detector
JPH0750001B2 (en) * 1988-09-30 1995-05-31 株式会社島津製作所 String vibration type force measuring device
JPH07110687A (en) * 1993-10-08 1995-04-25 Roland Corp Pitch information detecting device
RU2106490C1 (en) * 1996-11-28 1998-03-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная компания "Форум" Device for recording vibration of drilling string in drilling wells
GB9910932D0 (en) * 1999-05-11 1999-07-07 Gravitec Instr Ltd Measurement of magnetic fields

Also Published As

Publication number Publication date
CZ298425B6 (en) 2007-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100549714C (en) The method of operating tests of vibration level sensors sensor and corresponding vibration level
US6851313B2 (en) Vibratory level sensor
US8297112B2 (en) Device for determining and/or monitoring a process variable of a medium
JP2793044B2 (en) Method and apparatus for detecting and / or monitoring a predetermined filling level in a container
US6997052B2 (en) Vibration level sensor
WO2004018974A2 (en) Device for monitoring a predetermined filling level of a measuring medium in a container
US9470576B2 (en) Measuring system having electromechanical resonators, method for manufacturing such a system, and method for reading at least two electromechanical resonators
KR101302846B1 (en) Method for operating a vibrating gyroscope and sensor arrangement
US6429571B2 (en) Method to control piezoelectric drives
EP1387152B1 (en) Coil impedance detection for object detection method and apparatus
JP2009508128A (en) Driving method and sensor device of vibration gyroscope
CZ2006439A3 (en) Device for continuous measurement of oscillations of string-type strain-gauge sensors with two-wire connection
US7818990B2 (en) Apparatus for determining and/or monitoring a process variable of a medium
EP1800093A2 (en) Device for determining and/or monitoring a process variable of a medium
CA2188547A1 (en) Piezoelectric sensing systems
JP4321825B2 (en) How to monitor a vibratory gyroscope
CZ16806U1 (en) Apparatus for continuous measurement of oscillations of string-type strain gauge sensors with two-wire connection
CN107966141B (en) Quick oscillation starting device and oscillation starting method for silicon micro-resonator
WO2016043126A1 (en) Sensor network sensor device and method for sending data to sensor network
EP3076144B1 (en) Device for measuring the resonance frequency of string tensometric sensors with two-wire connection and automatic set-up
JPH0287053A (en) Method for determining characteristic value of hf-oscillator and circuit device
SU1583869A1 (en) Apparatus for checking resonance frequency of quartz crystalline elements
RU2006140059A (en) METHOD OF VORTEX CONTROL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CZ2008419A3 (en) Apparatus for continuous measuring vibrations of string strain gauges with two-conductor connection
KR100442647B1 (en) Ultrasonic sensor driving system equipped with natural frequency restoring means

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140703