RU13702U1 - DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS Download PDF

Info

Publication number
RU13702U1
RU13702U1 RU99116847/20U RU99116847U RU13702U1 RU 13702 U1 RU13702 U1 RU 13702U1 RU 99116847/20 U RU99116847/20 U RU 99116847/20U RU 99116847 U RU99116847 U RU 99116847U RU 13702 U1 RU13702 U1 RU 13702U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
key
striker
series
Prior art date
Application number
RU99116847/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Гулунов
А.В. Мотовилов
Г.Б. Гершкович
А.В. Гулунов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Стройприбор"
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 Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Стройприбор" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Стройприбор"
Priority to RU99116847/20U priority Critical patent/RU13702U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU13702U1 publication Critical patent/RU13702U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Устройство для измерения прочности строительных материалов, содержащее соединенные последовательно датчик полезного сигнала, согласующий усилитель, фильтр низких частот, первый дифференциатор, второй дифференциатор и компаратор, а также последовательно соединенные соответственно пиковый детектор с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и дешифратор с индикатором, причем датчик полезного сигнала собран в отдельном корпусе и состоит из ударной пружины, спускового механизма, бойка с ударником и закрепленного на бойке пьезоэлемента, отличающееся тем, что в него введены соединенные последовательно ключ, триггер-защелка и аналоговый ключ, а также блок обработки данных, состоящий из последовательно соединенных клавиатуры, устройства управления и синхронизации, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), арифметического логического устройства (АЛУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), причем ключ установлен в корпусе датчика и связан с ударной пружиной, выполненной в виде упругой пластины, один конец которой жестко прикреплен к стенке корпуса, а на другом конце жестко закреплен боек с пьезоэлементом и ударником, имеющим возможность свободного от трения перемещения в наконечнике корпуса, выход ключа соединен одновременно со вторым входом устройства управления и синхронизации, первым входом пикового детектора и первым входом триггера-защелки, второй вход которого подключен к выходу компаратора, аналоговый ключ подключен вторым входом к выходу второго дифференциатора, а выходом - ко второму входу пикового детектора, выход которого подключен ко входу АЦП, выходом соединенного со вторым входом ОA device for measuring the strength of building materials, comprising a useful signal sensor in series, a matching amplifier, a low-pass filter, a first differentiator, a second differentiator and a comparator, as well as a peak detector with an analog-to-digital converter (ADC) and a decoder with an indicator connected in series, moreover the useful signal sensor is assembled in a separate housing and consists of a shock spring, a trigger, a striker with a striker and a piezoelectric element mounted on the striker, about characterized in that a key, a trigger latch and an analog key are connected in series, as well as a data processing unit consisting of a series-connected keyboard, control and synchronization device, read-only memory (ROM), arithmetic logic device (ALU) and operational a storage device (RAM), the key being installed in the sensor housing and connected with a shock spring made in the form of an elastic plate, one end of which is rigidly attached to the wall of the housing, and the other end the firing pin with a piezoelectric element and a drummer, which has the possibility of friction-free movement at the tip of the housing, is rigidly fixed, the key output is connected simultaneously with the second input of the control and synchronization device, the first input of the peak detector and the first input of the trigger latch, the second input of which is connected to the output of the comparator, analog the key is connected by the second input to the output of the second differentiator, and by the output to the second input of the peak detector, the output of which is connected to the ADC input, the output connected to the second input O

Description

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВDEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS

Полезная модель относится к технике неразр)тлающего контроля, а именно, к средствам исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, в частности, посредством вдавливания в испытуемый материал наконечников, находящихся под ударной нагрузкой, и может использоваться для оценки прочности бетона, железобетонных изделий, строительной керамики и т.п. как при производстве строительных материалов, так и на стадии их эксплуатации в сооружениях и конструкциях.The utility model relates to the technique of non-destructive testing, namely, to means for studying the strength properties of solid materials by applying mechanical forces to them, in particular, by pressing tips under shock load into the test material, and can be used to assess the strength of concrete, reinforced concrete products, building ceramics, etc. both in the production of building materials, and at the stage of their operation in buildings and structures.

Известны неразрзпшающие средства определения прочности, т. е. свойства строительных материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия, использующие тесную связь некоторых других, более легко определяемых характеристик с прочностью бетона. Такой характеристикой, является, в частности, твердость - сопротивление материала местной упругой и пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела - наконечника (индентора). Прикладьюая ударнз о нагрузку к поверхности контролируемого материала и преобразуя механическую энергию взаимодействия материала и наконечника в электрический сигнал, амплктуда и длительность которого соответствуют упругим и пластическим деформациям материала, получают характеристику прочности последнего. Поэтому в качестве аналогов расссматриваются и устройства для измерения твердости.Non-resolving means for determining strength are known, that is, the properties of building materials in certain conditions and limits, without collapsing, to perceive certain influences that use the close connection of some other, more easily determined characteristics with the strength of concrete. Such a characteristic is, in particular, hardness - the resistance of the material to local elastic and plastic deformation that occurs when a harder body - a tip (indenter) is introduced into it. Applying impacts on the load to the surface of the controlled material and converting the mechanical energy of the interaction of the material and the tip into an electrical signal, the amplitude and duration of which correspond to the elastic and plastic deformations of the material, we obtain the strength characteristic of the latter. Therefore, devices for measuring hardness are also considered as analogues.

Известно устройство для измерения прочности строительных материалов, описанное в а.с. СССР J 1778675 Устройство для определения прочности бетона по кл. G01N 29/04, з. 16.01.90, оп. 30.11.92.A device for measuring the strength of building materials, described in and.with. USSR J 1778675 A device for determining the strength of concrete according to class. G01N 29/04, z. 01.16.90, op. 11/30/92.

МКИ-6: GO IN 3/00,3/48MKI-6: GO IN 3 / 00.3 / 48

ключ, аналого-цифровой преобразователь и индикатор, а также формирователь временного интервала, вход которого подключен к выходу формирователя огибающего сигнала, а выход - ко второму входу ключа; при этом датчик полезного сигнала содержит соосно установленные боек и индентор, выполненный разъемным из двух частей, между которыми соосно установлен электроакустический преобразователь, и ударный механизм.a key, an analog-to-digital converter and indicator, as well as a shaper of the time interval, the input of which is connected to the output of the envelope signal shaper, and the output to the second key input; wherein the useful signal sensor comprises a coaxially mounted striker and an indenter made detachable from two parts, between which an electro-acoustic transducer is coaxially mounted, and a percussion mechanism.

Известное устройство позволяет производить единичные замеры прочности, однако, поскольку бетон является материалом неоднородным, согласно ГОСТу 22690 ( п. 4.4 ) требуется выполнять не менее 10 замеров на одном участке изделия с последующей математической обработкой результатов измерений. Устройство же не обеспечивает возможности запоминания единичных результатов измерения и их математической обработки, в связи с чем в процессе измерений необходимо производить записи и расчеты вручную.The known device allows you to make single measurements of strength, however, since concrete is a heterogeneous material, according to GOST 22690 (Section 4.4), it is required to perform at least 10 measurements on one section of the product with subsequent mathematical processing of the measurement results. The device does not provide the ability to memorize individual measurement results and their mathematical processing, in connection with which, during the measurement process, it is necessary to record and calculate manually.

Кроме того, в устройстве отсутствуют элементы, препятствзтощие ложным срабатываниям из-за дребезга пружины зщарного механизма и повторных соударений бойка после отскока.In addition, there are no elements in the device that prevent false alarms due to rattling of the spring of the flaw mechanism and repeated collisions of the striker after the rebound.

При этом в данном устройстве не предусмотрена конструктивная возможность корректировки результатов измерений в зависимости от расположения ударного механизма (вверх, вниз, по горизонтали), что приводит к погрешности до i 0% в связи с изменением энергии удара.At the same time, this device does not provide a constructive possibility of adjusting the measurement results depending on the location of the impact mechanism (up, down, horizontally), which leads to an error of up to i 0% due to a change in the impact energy.

Таким образом, недостатками известного устройства $юляются низкая точность и производительность контроля.Thus, the disadvantages of the known device are low accuracy and control performance.

Известно устройство для измерения прочности строительных материалов, описанное в а.с. СССР № 1221544 Устройство для определения динамической твердости материалов по кл. G01N 3/48, з. 31.05.84, СП. 30.03.86.A device for measuring the strength of building materials, described in and.with. USSR No. 1221544 A device for determining the dynamic hardness of materials according to class. G01N 3/48, c. 05/31/84, SP. 03/30/86.

тический узел и цифровой индикатор, а также пиковый детектор, подключенный входом к выходу фильтра нижних частот, а выходом соединеный с первым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого подключен ко второму входу арифметического узла, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу компаратора и первому выходу генератора тактовых импзльсов, два других выхода которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя время-код и третьим входом арифметического узл.з., четвертым входом подключенного к выходу задатчика постоянной; при этом генератор тактовых импз тьсов играет роль синхронизирующего устройства, а датчик полезного сигнала содержит наконечник, направляющую трубку, в которой размещены с возможностью возвратнопоступательного движения боек, установленные на нем пьезоакселерометр и ударник в виде шарика из твердого сплава, взаимодействующая с бойком ударная , связанная со спусковым механизмом.a static node and a digital indicator, as well as a peak detector connected by an input to the low-pass filter output, and by an output connected to the first input of an analog-to-digital converter (ADC), the output of which is connected to the second input of the arithmetic node, the second and third inputs of which are connected respectively to the output of the comparator and the first output of the clock generator, the other two outputs of which are connected respectively to the second input of the time-code converter and the third input of the arithmetic unit, the fourth input constant to the output of the setter; in this case, the clock generator plays the role of a synchronizing device, and the useful signal sensor contains a tip, a guide tube, which is placed with the possibility of reciprocating movement of the strikers, a piezo-accelerometer mounted on it and a striker in the form of a hard alloy ball interacting with the striker associated with trigger mechanism.

В известном устройстве с помощью арифметического узла производится расчет величины динамической прочности как отношение максимальной амплитуды импульсного напряжения, пропорционального максимальной амплитуде ударного ускорения с пикового детектора, преобразованного в двоичный код АЦП по сигналу с выхода компаратора, и времени упругоштастического деформирования с выхода компаратора, преобразованного в код с помощью преобразователя время-код, причем преобразование обоих сигналов и вычисление их отношения с учетом параметров соударяющихся тел синхронизируется с помощью генератора тактовых импульсов.In the known device, using the arithmetic unit, the dynamic strength value is calculated as the ratio of the maximum amplitude of the pulse voltage proportional to the maximum amplitude of shock acceleration from the peak detector converted to binary ADC by the signal from the output of the comparator and the time of elasto-static deformation from the output of the comparator converted to code using a time-to-code converter, moreover, the conversion of both signals and the calculation of their ratio taking into account the parameters of the vessel yayuschihsya bodies synchronized by said clock pulse generator.

Недостатками известного устройства являются низкая точность и производительность контроля, обусловленные следующим.The disadvantages of the known devices are low accuracy and control performance due to the following.

Устройство позволяет производить единичные замеры прочности, однако из-за того, что строительные материалы, и э том числе, бетон неоднородны, то, согласно ГОСТ 22690, п. 4.4 , требуется выполнение не менее 10 замеров и их последующая математическая обработка.The device allows for single strength measurements, however, due to the fact that building materials, including concrete, are heterogeneous, according to GOST 22690, clause 4.4, at least 10 measurements and their subsequent mathematical processing are required.

Устройство не обеспечивает возможности запоминания результатов замеров и их последующей математической обработки, поэтому в процессе измерений записи и расчеты необходимо производить вручную.The device does not provide the ability to memorize the results of measurements and their subsequent mathematical processing, therefore, in the process of measurements, recordings and calculations must be done manually.

Кроме того, в известном устройстве возможны ложные срабатывания из-за дребезга пружины и повторных соударений бойка после отскока, поскольку в нем нет элементов, позволяющих исключить их влияние на точность измерений.In addition, in the known device, false alarms are possible due to spring bounce and repeated impact of the striker after the rebound, since there are no elements in it that make it possible to exclude their influence on the measurement accuracy.

При этом существенное снижение точности связано также с изменением во времени энергии удара вследствие изменения коэффициента трения между направляющей и бойком из-за износа подшипника скольжения, а также пластических деформаций витой ударной пружины и ее дребезга в процессе ударного взаимодействия бойка с контролируемым материалом. При этом в известном устройстве не предусмотрена конструктивная возможность корректировки результатов измерений в зависимости от расположения ударного механизма ( вверх, вниз, горизонтально) в процессе измерений, что приводит к погрешности до 10% в связи с изменением энергии удара.In this case, a significant decrease in accuracy is also associated with a change in the impact energy over time due to a change in the friction coefficient between the guide and the hammer due to wear of the sliding bearing, as well as plastic deformations of the twisted shock spring and its bounce during impact interaction of the hammer with the controlled material. Moreover, the known device does not provide a constructive possibility of adjusting the measurement results depending on the location of the impact mechanism (up, down, horizontally) during the measurement, which leads to an error of up to 10% due to a change in the impact energy.

Паиболее близким по принципу измерения и технической сущности к заявляемому является устройство для измерения прочности строительных материалов, описанное в а.с.СССР № 1483328 Устройство для определения твердости материалов по кл. GO IN 3/48, з. 30.10.87, on. 30.05.89 и выбранное в качестве прототипа.The closest according to the measurement principle and the technical nature of the claimed device is a device for measuring the strength of building materials, described in ASSSSR No. 1483328 A device for determining the hardness of materials according to class. GO IN 3/48, c. 10.30.87, on. 05/30/89 and selected as a prototype.

Известное устройство содержит последовательно соединенные датчик полезного сигнала, согласующий усилитель, фильтр нижних частот, первый дифференциатор, второй дифференциатор, компаратор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), дешифратор и индикатор, а также пиковый детектор, вход которого соединен со вторым входом АЦП, при этом датчик полезного сигнала содержит направляющую трубку, в которой размещен боек с ударником, закрепленнь й на бойке пьезоакселерометр, упругий элемент в виде витой пружины и спусковой механизм.The known device contains a serially connected sensor of the useful signal, a matching amplifier, a low-pass filter, a first differentiator, a second differentiator, a comparator, an analog-to-digital converter (ADC), a decoder and an indicator, as well as a peak detector, the input of which is connected to the second input of the ADC, This useful signal sensor comprises a guide tube in which a striker with a striker is placed, a piezo-accelerometer mounted on the striker, an elastic element in the form of a twisted spring and a trigger mechanism.

Сигнал, характеризующий силовое взаимодействие бойка с материалом и пропорциональный второй производной от ударного ускорения, вырабатьшается вторым дифференциатором; его экстремальное значение, связанное с твердостью материала линейной зависимостью, выделяется пиковым детектором и преобразуется в цифровой код аналогоцифровым преобразователем по сигналу с компаратора в момент, когда напряжение сигнала второй производной превысит установленный порог. Далее код дешифруется в дешифраторе и индицируется на цифровом индикаторе в единицах твердости.The signal characterizing the force interaction of the striker with the material and proportional to the second derivative of the shock acceleration is obtained by the second differentiator; its extreme value, related to the material hardness by a linear dependence, is extracted by a peak detector and converted into a digital code by an analog-digital converter according to the signal from the comparator at the moment when the signal voltage of the second derivative exceeds the set threshold. Next, the code is decrypted in the decoder and displayed on the digital indicator in units of hardness.

Известное устройство позволяет выполнить единичные замеры прочности, но поскольку строительные материалы такие как керамика, бетон являются неоднородными, то, согласно п. 4.4 ГОСТ 22690, необходимо выполнять на одном участке не менее 10 замеров, результаты которых потом должны быть подвергнуты математической обработке. Устройство не обеспечивает возможности запоминания единичных результатов замеров и их математической обработки, поэтому в процессе измерений записи результатов измерений и расчеты необходимо производить вручную.The known device allows you to perform single measurements of strength, but since building materials such as ceramics, concrete are heterogeneous, according to paragraph 4.4 of GOST 22690, it is necessary to perform at least 10 measurements on one site, the results of which must then be subjected to mathematical processing. The device does not provide the ability to memorize individual measurement results and their mathematical processing, therefore, during the measurement process, recording the measurement results and calculations must be done manually.

Из-за дребезга витой зщарной пружины ударного механизма могут происходить повторные соударения бойка после отскока и возможны ложные срабатывания устройства, что снижает точность измерений, т.к. в схеме нет элементов, позволяющих устранить влияние этих факторов.Due to the bounce of the coil spring of the percussion mechanism, repeated strikes of the striker after the rebound can occur and false triggering of the device is possible, which reduces the measurement accuracy, because there are no elements in the circuit to eliminate the influence of these factors.

Кроме того, существенное снижение точности измерений связано с изменением во времени энергии удара из-за изменения коэффициента трения между направляющей и бойком вследствие износа подшипника скольжения в направляющей, а также пластических деформаций витой ударной пружины, усиливающих упомянутый выше дребезг.In addition, a significant decrease in measurement accuracy is associated with a change in the impact energy over time due to a change in the coefficient of friction between the guide and the striker due to wear of the sliding bearing in the guide, as well as plastic deformations of the twisted shock spring, reinforcing the aforementioned bounce.

ризонтально), что приводит к погрешности до 10 % в связи с изменении энерв т удагра.periodically), which leads to an error of up to 10% due to a change in the energy of the impact.

Таким образом, известное устройство имеет низкую точность и низкую производительность измерений.Thus, the known device has low accuracy and low measurement performance.

Целью заявляемой полезной модели является повышение точности и производительности измерений.The purpose of the claimed utility model is to increase the accuracy and performance of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения прочности строительных материалов, содержащее соединенные последовательно датчик полезного сигнала, согласующий усилитель, фильтр низких частот, первый дифференциатор, второй дифференциатор и компаратор, а также последовательно соединенные соответственно пиковый детектор с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и дешифратор с индикатором, причем датчик полезного сигнала собран в отдельном корпусе и состоит из ударной пружины, спускового механизма, бойка с ударником и закрепленного на бойке пьезоэлемента, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, введены соединенные последовательно ключ, триггер-защелка и аналоговый ключ, а также блок обработки данных, состоящий из последовательно соединенных клавиатуры, устройства з равления и синхронизации, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), арифметического логического устройства (АЛУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), причем ключ установлен в корпусе датчика и связан с ударной пружиной, выполненной в виде упругой пластины, один конец которой жестко прикреплен к стенке корпуса, а на другом конце жестко закреплен боек с пьезоэлементом и ударником, имеющим возможность свободного от трения перемещения в наконечнике корпуса, выход ключа соединен одновременно со вторым входом устройства управления и синхронизации, первым входом пикового детектора и первым входом триггера-защелки, второй вход которого подключен к выходу компаратора, аналоговый ключ подключен вторым входом к выходу второго дифференциатора, а выходом - ко второму входу пикового детектора, выход которогоThis goal is achieved in that in a device for measuring the strength of building materials, containing a useful signal sensor connected in series, a matching amplifier, a low-pass filter, a first differentiator, a second differentiator and a comparator, as well as a peak detector with an analog-to-digital converter (ADC) connected in series ) and a decoder with an indicator, and the useful signal sensor is assembled in a separate housing and consists of a shock spring, a trigger, a striker with a hammer a piezoelectric element mounted on the striker, ACCORDING TO THE USEFUL MODEL, a key, a trigger latch and an analog key are connected in series, as well as a data processing unit consisting of a keyboard, a device for synchronization and synchronization, a read-only memory (ROM), an arithmetic logic device ( ALU) and random access memory (RAM), moreover, the key is installed in the sensor housing and is connected with a shock spring made in the form of an elastic plate, one end of which is rigidly secured flax to the wall of the housing, and on the other end the firing pin with a piezoelectric element and a striker is rigidly fixed, having the possibility of friction-free movement at the tip of the housing, the key output is connected simultaneously with the second input of the control and synchronization device, the first input of the peak detector and the first input of the trigger latch, the second input of which is connected to the output of the comparator, the analog switch is connected by the second input to the output of the second differentiator, and the output to the second input of the peak detector, the output of which

подключен ко входу АЦП, выходом соединенного со вторым входом ОЗУ, третий и четвертый входы которого подключены соответственно ко второму выходу клавиатуры и второму выходу устройства управления и синхронизации, третий выход которого соединен со вторым входом АЛ У, подключенного третьим входом к выходу ОЗУ, а выходом также к входу дешифратора.connected to the input of the ADC, the output connected to the second input of RAM, the third and fourth inputs of which are connected respectively to the second output of the keyboard and the second output of the control and synchronization device, the third output of which is connected to the second input of the AL, connected by the third input to the RAM output, and the output also to the input of the decoder.

Выполнение ударной пружины датчика в виде упругой пластины позволяет исключить ее дребезг в процессе ударного взаимодействия датчика с контролируемым материалом и ослабление с течением времени упругих свойств пружины, повышая тем самым точность замеров; оно же дает возможность жесткого крепления бойка с ударником и пьезоэлементом непосредственно на пружине, что позволяет обойтись без направляющих, искючая трение в них при движении бойка и изменение силы удара за счет износа подшипников скольжения направляющих и устраняя тем самым помехи в полезном сигнале, что также повышает точность измерений.The execution of the shock spring of the sensor in the form of an elastic plate eliminates its bounce during the shock interaction of the sensor with the controlled material and the weakening of the elastic properties of the spring over time, thereby increasing the accuracy of measurements; it also makes it possible to rigidly fasten the striker with the striker and piezoelectric element directly on the spring, which eliminates the need for guides, exceptionally friction in them when the striker moves and changes in impact force due to wear of the sliding bearings of the guides and thereby eliminating interference in the useful signal, which also increases accuracy of measurements.

Механическая связь пружины с ключом обеспечивает четкую фиксацию последним ее положения в процессе ударного взаимодействия датчика с материалом, а электрическая связь ключа с электронными узлами схемы дает возможность за счет этого исключить ложные срабатьтания на случайные сигналы, что также повышает точность измерений.The mechanical connection of the spring with the key ensures that the latter clearly fixes its position during the shock interaction of the sensor with the material, and the electrical connection of the key with the electronic components of the circuit makes it possible to eliminate false operation on random signals, which also increases the accuracy of measurements.

Введение в устройство блока обработки данных в указанном выше составе дает возможность с помощью клавиатуры ввести коэффициент, учитьшающий положение датчика при замерах, запомнить в ОЗУ замеренные единичные значения прочности и, задавая с помощью клавиатуры режим обработки по программе, записанной в ПЗУ, посредством арифметического логического устройства по команде с устройства управления и синхронизации произвести умножение единичных значений на коэффициент положения датчика, отбраковать крайние (минимальное и максимальное) значения, вычислить среднее значениеThe introduction to the device of the data processing unit in the above composition makes it possible to use the keyboard to enter a coefficient that takes into account the position of the sensor during measurements, to memorize the measured unit strength values in the RAM, and by setting the processing mode using the keyboard in the program recorded in the ROM using an arithmetic logic device upon command from the control and synchronization device, multiply the unit values by the coefficient of the position of the sensor, reject the extreme (minimum and maximum) values Niya, calculate the average value

прочности и, сравнивая единичные значения со средним, отбраковать анормальные значения, получить достоверное и точное значение прочности контролируемого материала, хранить их в памяти ОЗУ, а при необходимости с помощью клавиатуры извлечь из ОЗУ измеренное значение прочности. Поскольку обработка резз ьтатов замеров с помощью названного блока производится автоматически, в течение 1-2 секунд, то это обеспечивает высокую производительность контроля.strength and, comparing single values with the average, reject abnormal values, obtain a reliable and accurate value of the strength of the controlled material, store them in RAM memory, and if necessary, use the keyboard to extract the measured strength value from RAM. Since the processing of measurement results using the named block is automatic, within 1-2 seconds, this ensures high control performance.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство для измерения прочности строительных материалов обладает новизной, отличаясь от него конструкцией датчика полезного сигнала, обусловленной выполнением ударной пружины в виде упругой пластины с жестким креплением на ней зщарника и пьезоэлемента для исключения трения, наличием в нем узлов, обеспечивающих для исключения ложных срабатьшаний четкую фиксацию положения пружины, таких как ключ, триггерзащелка и аналоговый ключ, введением в устройство блока обработки данных, состоящего из последовательно соединенных клавиатуры, устройства управления и синхронизации, постоянного запоминающего устройства, арифметического логического устройства и оперативного запоминающего устройства с дополнительными связями между этими узлами, позволяющего корректировать измеренные значения в зависимости от положения датчика при замере, запоминать результаты измерений, производить оперативную обработку измерений и получать точное и достоверное значение прочности, обеспечивающими в совокупности заданный результат.Compared with the prototype, the inventive device for measuring the strength of building materials has a novelty, differing from it in the design of the useful signal sensor due to the implementation of the shock spring in the form of an elastic plate with a rigid fastener on it and a piezoelectric element to eliminate friction, the presence of nodes in it that provide for exclusion false operation, a clear fixation of the position of the spring, such as a key, a trigger latch and an analog key, by introducing into the device a data processing unit consisting of after They are connected to a keyboard, control and synchronization device, read-only memory, arithmetic logic device and random access memory with additional connections between these nodes, which allows you to adjust the measured values depending on the position of the sensor when measuring, memorize the measurement results, perform operational processing of measurements and obtain accurate and a reliable value of strength, which together provide a given result.

Заявляемое устройство для измерения прочности строительных материалов может найти широкое применение в строительной индустрии для обеспечения точного и производительного контроля, поэтому оно соответствует критерию промышленная применимость.The inventive device for measuring the strength of building materials can be widely used in the construction industry to ensure accurate and productive control, therefore, it meets the criterion of industrial applicability.

-фиг.2 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства;-fig.2 - diagrams explaining the principle of operation of the device;

-фиг.З - алгоритм работы устройства.-Fig.Z - the algorithm of the device.

Устройство для измерения прочности строительных материалов содержит датчик 1 полезного сигнала, согласующий усилитель 2, фильтр 3 низких частот, первый дифференциатор 4, второй дифференциатор 5, компаратор 6, триггер-защелку 7, аналоговый ключ 8, пиковый детектор 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, блок 11 обработки данных, дещифратор 12 и индикатор 13. При этом блок 11 обработки данных состоит из клавиатуры 14, устройства 15 зправления и синхронизации, постоянного запоминающего устройства 16, арифметического логического устройства 17 и оперативного запоминающего устройства 18. Датчик 1 полезного сигнала содержит ключ 19, корпус 20, ударную пружину 21, боек 22, пьезоэлемент 23, ударник 24, наконечник 25 и спусковой механизм 26.A device for measuring the strength of building materials contains a useful signal sensor 1, a matching amplifier 2, a low-pass filter 3, a first differentiator 4, a second differentiator 5, a comparator 6, a trigger latch 7, an analog switch 8, a peak detector 9, an analog-to-digital converter ( ADC) 10, the data processing unit 11, the decoder 12 and the indicator 13. In this case, the data processing unit 11 consists of a keyboard 14, a direction and synchronization device 15, a read-only memory 16, an arithmetic logic device 17 and an opera ivnogo storage device 18. The sensor 1 comprises a useful signal switch 19, housing 20, impact spring 21, the striker 22, piezoelectric element 23, the striker 24, the tip 25 and the trigger 26.

Узлы и элементы устройства связаны между собой следующим образом.The nodes and elements of the device are interconnected as follows.

Выход ключа 19 соединен одновременно сответственно с первыми входами триггера-защелки 7 и пикового детектора 9. Узлы 1-13 соединены между собой последовательно, причем выход компаратора 6 соединен со вторым входом триггера-защелки 7, выход второго дифференциатора 5 соединен также со вторым входом аналогового ключа 8, подключенного выходом ко второму входу пикового детектора 9. В блоке 11 обработки данных узлы 14-18 соединены между собой последовательно При этом выход АЦП 10 соединен со вторым входом ОЗУ 18, третий вход которого подключен ко второму выходу клавиатуры 14 , а четвертый вход - ко второму выходу устройства 15 управления и синхронизации, соединенного третьим выходом со вторым входом АЛУ 17, выход которого соединен также со входом дешифратора 12. Выход ОЗУ 18 соединен с третьим входом АЛУ 17. Второй вход устройства 15 управления и синхронизации соединен с выходом ключа 19, установленного в корпусе 20 датчика 1 и соединенного также с первымThe output of the key 19 is connected simultaneously with the first inputs of the trigger latch 7 and the peak detector 9. The nodes 1-13 are connected together in series, the output of the comparator 6 being connected to the second input of the trigger latch 7, the output of the second differentiator 5 is also connected to the second input of the analog a key 8 connected by the output to the second input of the peak detector 9. In the data processing unit 11, the nodes 14-18 are connected in series. The ADC output 10 is connected to the second input of the RAM 18, the third input of which is connected to the second the output of the keyboard 14, and the fourth input to the second output of the control and synchronization device 15, connected to the second output with the second input of the ALU 17, the output of which is also connected to the input of the decoder 12. The output of the RAM 18 is connected to the third input of the ALU 17. The second input of the control device 15 and synchronization is connected to the output of the key 19 installed in the housing 20 of the sensor 1 and also connected to the first

входом пикового детектора 9 и с R-входом (первым входом) триггеразащелки 7, второй (установочный) С-вход которого подключен к выходу компаратора 6 (см. выше). Ключ 19 механически связан также с ударной пружиной 21 датчика 1, жестко прикрепленной одним концом к корпусу 20, а на дрзтом конце которой жестко закреплен боек 22 с пьезоэлементом 23 и ударником 24, имеющим возможность свободного от трения перемещения в наконечнике 25 . Пружина 21 связана также со спусковым механизмом 26.the input of the peak detector 9 and with the R-input (first input) of the trigger switch 7, the second (installation) C-input of which is connected to the output of the comparator 6 (see above). The key 19 is also mechanically connected with the shock spring 21 of the sensor 1, which is rigidly attached at one end to the housing 20, and on the other end of which the hammer 22 with the piezoelectric element 23 and the hammer 24, with the possibility of friction-free movement in the tip 25, are rigidly fixed. The spring 21 is also connected with the trigger 26.

Назначение и выполнение узлов и элементов, входящих в устройство для измерения прочности строительных материалов, следующее, (традиционное выполнение узлов и элементов особо не оговаривается)The purpose and implementation of the nodes and elements included in the device for measuring the strength of building materials is as follows (the traditional implementation of nodes and elements is not specifically specified)

Датчик 1 полезного сигнала для получения сигнала ударного ускорения. Выполнение датчика описано выше. Следует лишь отметить, что боек 22 с ударником 24 размещены в корпусе 20 датчика 1 таким образом, что ударник 24 имеет возможность свободного от трения перемещения в наконечнике 25 корпуса 20, выполненном, в частности, в виде воронки, обращенной раструбом к контролируемому материалу 27.The sensor 1 is a useful signal for receiving a shock acceleration signal. The implementation of the sensor is described above. It should only be noted that the striker 22 with the striker 24 is placed in the housing 20 of the sensor 1 so that the striker 24 has the possibility of friction-free movement in the tip 25 of the housing 20, made, in particular, in the form of a funnel facing the bell to the controlled material 27.

Пьезоэлемент 23 датчика 1 предназначен для преобразования усилия механического взаимодействия ударника 24 с материалом 27 в электрический сигнал.The piezoelectric element 23 of the sensor 1 is designed to convert the force of the mechanical interaction of the striker 24 with the material 27 into an electrical signal.

Спусковой механизм 26 механически фиксирует взведенное положение ударной пружины 21, а ключ 19 (это может быть геркон) служит для передачи сигнала о ее положении на триггер-защелку 7, пиковый детектор 9 и устройство 15 управления и синхронизации.The trigger mechanism 26 mechanically fixes the cocked position of the shock spring 21, and the key 19 (it can be a reed switch) serves to transmit a signal of its position to the trigger latch 7, peak detector 9 and the control and synchronization device 15.

Согласующий усилитель 2 предназначен для согласования пьезоэлемента 23 с фильтром 3 низких частот и усиления сигнала.Matching amplifier 2 is designed to match the piezoelectric element 23 with the filter 3 low frequencies and signal amplification.

Фильтр 3 низких частот служит для отфильтровьшания высокочастотных составляющих сигнала, которые возникают при контроле материалов и вызьшают ложные срабатывания схемы.The low-pass filter 3 serves to filter out the high-frequency components of the signal that occur during the control of materials and cause false positives of the circuit.

Дифференциаторы 4 и 5 предназначены для получения соответственно первой и второй производной полезного сигнала и представляют собой, в частности, дифференцирующие цепочки.The differentiators 4 and 5 are designed to obtain, respectively, the first and second derivatives of the useful signal and are, in particular, differentiating chains.

Компаратор 6 выдает импульс при превышении напряжением сигнала второй производной установленного порогового значения, что исключает срабатьтание триггера-защелки 7 от помех.The comparator 6 gives a pulse when the voltage of the signal exceeds the second derivative of the set threshold value, which eliminates the operation of the trigger latch 7 from interference.

Триггер-защелка 7 служит для управления состоянием аналогового ключа 8 и представляет собой, например, RC-триггер.The trigger latch 7 is used to control the status of the analog key 8 and is, for example, an RC trigger.

Аналоговый ключ 8 пропускает на пиковый детектор 9 сигнал второй производной только после срабатывания спускового механизма 26.The analog switch 8 passes to the peak detector 9 the signal of the second derivative only after the trigger 26.

Пиковый детектор 9 предназначен для вьщеления экстремального значения сигнала, пропорционального второй производной и поступающего на аналого-цифровой преобразователь 10.Peak detector 9 is designed to embed the extreme value of the signal proportional to the second derivative and fed to the analog-to-digital converter 10.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10 преобразует аналоговый сигнал в цифровой код.An analog-to-digital converter (ADC) 10 converts an analog signal into a digital code.

Блок 11 обработки данных служит для обработки результатов замеров, а именно - учета положения датчика 1 при замере, запоминания замеренных единичных значений прочности , усреднения результатов замеров, отбраковки крайних и анормальных значений замеров, получения среднего точного и достоверного значения прочности и воспроизведения при необходимости хранящихся в нем замеренных значений.The data processing unit 11 serves to process the measurement results, namely, taking into account the position of the sensor 1 during measurement, storing the measured unit strength values, averaging the measurement results, rejecting extreme and abnormal measurement values, obtaining the average accurate and reliable strength value and reproducing, if necessary, stored in measured values.

Блок 11 включает в себя клавиатуру 14, устройство 15 управления и синхронизации, постоянное запоминающее устройство 16, арифметическое логическое устройстов 17 и оперативное запоминающее устройсто 18. Связи между з злами блока 11 описаны выше.Block 11 includes a keyboard 14, control and synchronization device 15, read-only memory 16, arithmetic logic devices 17 and random access memory 18. The communications between the halls of block 11 are described above.

Клавиатура 14 служит для выбора режима измерения - задания поправочного коэффициента с учетом положения датчика 1 при замере, обработки результатов замеров или извлечения из памяти результатов замеров. Она представляет собой, в частности, расположенные на передней панели корпуса 20 устройства 4 кнопки (на чертеже не показаныХThe keyboard 14 is used to select the measurement mode - set the correction factor taking into account the position of the sensor 1 when measuring, processing the measurement results or retrieve the measurement results from the memory. It represents, in particular, buttons located on the front panel of the housing 20 of the device 4 (not shown in the drawing

Устройство 15 управления и синхронизации предназначено для подачи команд-.-координирующихработу-ШУ ГЪ7ВЗУ {Т-ЙАЯУ 17йзиЪйсимости от положения ударной пружины 21 и режима измерений, выбранного с помощью клавиатуры 14.The control and synchronization device 15 is intended for issuing commands -.- coordinating the work-SHU Г77ВЗУ {Т-ЯАУУ 17-с) depending on the position of the shock spring 21 and the measurement mode selected using the keyboard 14.

ПЗУ 16 СЛ5ОКИТ для хранения программы обработки значений результатов замеров. Эта программа включает в себя стадии умножения каждого из значений замеров на поправочный коэффициент, отбраковку крайних (минимального и максимального) значений, получения среднего значения от замеров серии, сравнения всех значений с полз енным средним, отбраковку 5% анормальных значений, повторного определения среднего значения из оставшихся значений замеров.ROM 16 SL5OKIT for storing the program for processing the values of the measurement results. This program includes the stages of multiplying each of the measurement values by a correction factor, rejecting the extreme (minimum and maximum) values, obtaining the average value from the series measurements, comparing all values with the crawling average, rejecting 5% of abnormal values, and re-determining the average value from remaining measurement values.

Арифметическое логическое устройство 17 предназначено для выполнения названных выше операций.Arithmetic logic device 17 is designed to perform the above operations.

ОЗУ 18 служит для хранения всех значений результатов замеров, номера каждого замера, номера серии замеров, хранения среднего значения плотности.RAM 18 is used to store all values of the measurement results, the number of each measurement, the number of series of measurements, storage of the average density value.

Узлы 15-18 блока 11 обработки Morjrr быть выполнены, например, на отечественных однокристалльных микроЭВМ серий КР 1830 или КР 1835, а также микроконтроллерах фирмы Intel.The nodes 15-18 of the processing unit 11 Morjrr to be performed, for example, on domestic single-crystal microcomputers of the KR 1830 or KR 1835 series, as well as Intel microcontrollers.

Дешифратор 12 предназначен для преобразования двоичного кода с выхода АЛУ 17 в семисегментный код, необходимый для высвечивания на индикаторе 13.The decoder 12 is designed to convert the binary code from the output of the ALU 17 into a seven-segment code necessary for displaying on the indicator 13.

Индикатор 13 служит для индикации результатов замеров и выполнен, в частности, на жидких кристаллах.The indicator 13 serves to indicate the results of measurements and is made, in particular, on liquid crystals.

Конструктивно устройство для измерения прочности строительных материалов выполнено в виде двух узлов, собранных в отдельных корпусах - датчика полезного сигнала и электронного блока с блоком питания (на чертеже не показан), служащего для преобразования, обработки и индикации результатов замеров, связанных между собой гибким кабелем (на чертеже не обозначен).Structurally, the device for measuring the strength of building materials is made in the form of two nodes assembled in separate buildings - a useful signal sensor and an electronic unit with a power supply (not shown in the drawing), which is used to convert, process and display measurement results connected by a flexible cable ( not indicated in the drawing).

Устройство для измерения прочности строительных материалов работает следующим образом (см. фиг. 1-3).A device for measuring the strength of building materials works as follows (see Fig. 1-3).

Нажатием кнопки (на чертеже не показана) или включением в сеть подают напряжение питания на электронные узлы устройства. Наконечник 25 датчика 1 прижимают к поверхности контролируемого изделия 27.By pressing a button (not shown in the drawing) or by turning on the power supply voltage to the electronic components of the device. The tip 25 of the sensor 1 is pressed against the surface of the controlled product 27.

Перемещением бойка 22 до зацепления со спусковым механизмом 26 взводят ударную пружину 21. При этом ключ 19 замкнут и сигнал с его выхода устанавливает в исходное состояние устройство 15 управления и синхронизации, пиковый детектор 9 и триггер-защелку 7 по входу R (фиг. 2а). Триггер-защелка 7 при этом удерживает аналоговый ключ 8 в закрытом состоянии.By moving the striker 22 until it engages with the trigger 26, the shock spring 21 is cocked. In this case, the key 19 is closed and the signal from its output sets the control and synchronization device 15, the peak detector 9 and the trigger latch 7 at the input R (Fig. 2a) . The trigger latch 7 while holding the analog key 8 in the closed state.

При нажатии на спусковой крючок (на чертеже не обозначен) спускового механизма 26 под действием ударной пружины 21 боек 22 начинает разгоняться и ключ 19 размыкается. При этом со входа R триггеразащелки 7 снимается сигнал, запрещающий его срабатьюание. До этого возможность прохождения любых сигналов с пьезоэлемента 23 датчика 1 (от случайных ударов при взведении ударной пружины 21, установке датчика 1 на контролируемое изделие 27, а также при срабатьшании спускового механизма 26 и в начальный момент разгона бойка 22) исключена (фиг.2б -I).When you press the trigger (not shown in the drawing), the trigger 26 under the action of the shock spring 21 of the strikers 22 starts to accelerate and the key 19 opens. Thus from the input R of the trigger latch 7 is removed a signal prohibiting its operation. Prior to this, the possibility of the passage of any signals from the piezoelectric element 23 of the sensor 1 (from accidental blows when cocking the shock spring 21, installing the sensor 1 on the controlled product 27, as well as when the trigger 26 and at the initial moment of acceleration of the striker 22) is excluded (fig.2b - I).

После того, как боек 22 разогнался и ключ 19 разомкнулся, пиковый детектор 9, триггер-защелка 7 и устройство 15 управления и синхронизации устанавливаются в рабочее состояние. При соударении ударника 24 с поверхностью контролируемого изделия в пьезоэлементе 23 механический сигнал взаимодействия преобразуется в электрический, пропорциональный ударному ускорению. Этот сигнал с пьезоэлемента 23 подается на вход согласующего усилителя 2 и далее на вход фильтра 3 низких частот, отфильтровывающего помехи в виде высокочастотных составляющих. В процессе соударения при внедрении в материал контролируемого изделия 27 ударника 24 материал испытывает сначалаAfter the firing pin 22 has accelerated and the key 19 has opened, the peak detector 9, the trigger latch 7, and the control and synchronization device 15 are set to working condition. When the impactor 24 collides with the surface of the controlled product in the piezoelectric element 23, the mechanical interaction signal is converted into an electrical signal proportional to the shock acceleration. This signal from the piezoelectric element 23 is fed to the input of a matching amplifier 2 and then to the input of a low-pass filter 3, which filters out interference in the form of high-frequency components. In the collision process, when the impactor 24 is introduced into the material of the controlled product 27, the material first experiences

упругие, а затем и пластические деформации. Изменения напряженнодеформированного состояния материала в зоне контакта вызьшают изменения в характере силового взаимодействия ударника 24 с материалом изделия 26, которые приводят к изменениям формы фронтов ударного импульса ускорения (фиг.2 б - П.). Изменение характера силового взаимодействия наиболее отчетливо проявляется на сигнале, пропорциональном второй производной от ударного ускорения, амплитуда которой А прямо пропорциональна прочности Ra материала контролируемого изделия:elastic, and then plastic deformations. Changes in the stress-strain state of the material in the contact zone cause changes in the nature of the force interaction of the impactor 24 with the material of the product 26, which lead to changes in the shape of the fronts of the shock acceleration pulse (Fig.2 b - P.). A change in the nature of the force interaction is most clearly manifested on a signal proportional to the second derivative of shock acceleration, the amplitude of which A is directly proportional to the strength Ra of the material of the controlled product:

RST А , где К - коэффициент пропорциональности.RST A, where K is the coefficient of proportionality.

Для реализации этого алгоритма оценки сигнал с выхода фильтра 3 пропускается последовательно через два дифференциатора - 4 и 5. Первый дифференциатор 4 вырабатывает сигнал, пропорциональный первой производной от резкости перемещения бойка 22 при соударении (фиг. 2в), второй дифференциатор 5 выдает сигнал, пропорциональный второй произодной от ударного ускорения (фиг. 2г). Экстремальное значение этого сигнала связано линейной зависимостью с прочностью материала (см. выше). После соударения бойка 22 с контролируемым изделием 27 на выходе дифференциатора 5 появляется импульс, амлитуда которого прямо пропорциональна прочности материала контролируемого изделия 27, Для измерения этой амплитуды импульс с выхода дифференциатора 5 подается одновременно на аналоговый ключ 8 и компаратор 6, который вырабатывает положительный прямоугольный импульс при превышении сигналом на его входе порога и этот импульс поступает на вход С триггера-защелки 7 (фиг. 2д). Триггер-защелка 7 вырабатывает положительный импульс на выходе, открывающий ключ только по первому положительному импульсу на его входе С и соответствующий моменту, когда вторая производная от ударного ускорения достигает экстремума, пропорционального прочности материала и вTo implement this estimation algorithm, the signal from the output of filter 3 is passed sequentially through two differentiators - 4 and 5. The first differentiator 4 generates a signal proportional to the first derivative of the sharpness of movement of the hammer 22 during impact (Fig. 2c), the second differentiator 5 gives a signal proportional to the second derivative of shock acceleration (Fig. 2d). The extreme value of this signal is linearly related to the strength of the material (see above). After the impact of the striker 22 with the controlled product 27, an impulse appears at the output of the differentiator 5, the amplitude of which is directly proportional to the strength of the material of the controlled product 27. To measure this amplitude, the impulse from the output of the differentiator 5 is fed simultaneously to an analog switch 8 and a comparator 6, which generates a positive rectangular pulse when exceeding the signal at its input threshold and this pulse is fed to input C of the trigger-latch 7 (Fig. 2e). The trigger latch 7 generates a positive pulse at the output, which opens the key only by the first positive pulse at its input C and corresponding to the moment when the second derivative of shock acceleration reaches an extremum proportional to the strength of the material and

дальнейшем триггер-защелка 7 на импульсы на входе не реагирует (см. фиг.2е).Further, the trigger latch 7 does not respond to impulses at the input (see FIG. 2e).

Аналоговый ключ 8 при поступлении разрешающего положительного импульса с триггера 7 открьшается и пропускает в этот момент сигнал, пропорциональный второй производной, с выхода дифференциатора 5 на вход пикового детектора 9 (фиг. 2ж), который вьщеляет и запоминает экстремальное значение этого сигнала и подает его далее на аналогоцифровой преобразователь 10 (фиг.2з). АЦП 10 преобразует напряжение в цифровой код , который подается в блок 11 обработки данных на ОЗУ 18.The analog switch 8, upon receipt of an enabling positive impulse from the trigger 7, opens and passes at this moment a signal proportional to the second derivative from the output of the differentiator 5 to the input of the peak detector 9 (Fig. 2g), which captures and remembers the extreme value of this signal and feeds it further to analog-to-digital Converter 10 (Fig.2z). The ADC 10 converts the voltage into a digital code, which is supplied to the data processing unit 11 on the RAM 18.

С клавиатуры 14 сюда же вводятся поправочные коэффициенты К, учитывающие энергию удара в зависимости от положения датчика 1 при замере (К 1 при горизонтальном положении датчика, К меньше 1 при опущенном вниз датчике 1, и К больше 1 при направленном вверх датчике 1) для корректировки замеренного значения. Откорректированное значение результата замера хранится в ОЗУ 18,From the keyboard 14, correction coefficients K are also entered here, taking into account the impact energy depending on the position of the sensor 1 when measuring (K 1 when the sensor is horizontal, K is less than 1 when sensor 1 is lowered down, and K is greater than 1 when sensor 1 is pointing up) measured value. The adjusted value of the measurement result is stored in RAM 18,

С помощью датчика 1 производится п замеров, результаты которых поступают и хранятся в ОЗУ 18. Затем нажатием на клавиатуре 14 кнопки обработка запускается устройство 15 управления и синхронизации, с выходов I, 2, 3 которого одновременно выдаются команды соответственно на ПЗУ 16 о вьшоде на АЛУ 17 программы обработки результатов единичных замеров, на ОЗУ 18 - о вьгооде на АЛУ 17 результатов единичных замеров и коэффициента, учитьшающего положение датчика 1, на АЛУ 17 - о выполнении обработки результатов измерений. При этом АЛУ 17 в соответствии с алгоритмом работы устройства (фиг.З) сравнивает единичные значения замеров и отбраковывает минимальное и максимальное значения. Оставшиеся п-2 значений усредняются и каждое из них сравнивается со средним R, при этом производится отбраковка анормальных результатов, имеющих значительные отклонения от среднего значения R . Затем АЛУ 17 производит повторное усреднение оставщихся единичных значений.Using sensor 1, n measurements are taken, the results of which are received and stored in RAM 18. Then, by pressing the button on the keyboard 14, the processing starts the control and synchronization device 15, from the outputs I, 2, 3 of which commands are simultaneously issued to ROM 16 about entering ALU 17 programs for processing the results of single measurements, on RAM 18 - about freezing on ALU 17 results of single measurements and a coefficient that takes into account the position of the sensor 1, on ALU 17 - on the processing of measurement results. Moreover, the ALU 17 in accordance with the algorithm of the device (Fig.Z) compares the unit values of the measurements and rejects the minimum and maximum values. The remaining n-2 values are averaged and each of them is compared with the average R, and abnormal results are rejected that have significant deviations from the average R value. Then ALU 17 re-averages the remaining unit values.

Из АЛУ 17 вычисленное конечное значение прочности поступает одновременно на дешифратор 12 и в ОЗУ 18, где хранится до извлечения, при необходимости, нажатием кнопки извлечение памяти клавиатуры 14. На дешифраторе 12 информация преобразуется в семисегментный код и высвечивается на индикаторе 13 как достоверное значение прочности на контролируемом участке изделия 27.From ALU 17, the calculated final strength value is sent simultaneously to the decoder 12 and to the RAM 18, where it is stored until the key is removed, if necessary, by pressing the button, the keyboard memory 14. On the decoder 12, the information is converted into a seven-segment code and displayed on the indicator 13 as a reliable value of the strength on controlled area of the product 27.

Подготовка прибора к следуюшему измерению производится взведением ударной пружины 21 датчика 1, в результате чего срабатывает ключ 19 и схема устанавливается в исходное состояние.Preparation of the device for the next measurement is made by cocking the shock spring 21 of the sensor 1, as a result of which the key 19 is activated and the circuit is set to its original state.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство позволяет с более высокой точностью произвести измерение прочности, определить достоверно среднее значение ее для контролируемого участка изделия и является более производительным в осушествлении контроля.In comparison with the prototype of the claimed device allows for higher accuracy to measure strength, to determine reliably its average value for the controlled area of the product and is more productive in the implementation of control.

A BTOpbi:;3/i - ry yHOB В.ВA BTOpbi:; 3 / i - ry yHOB B.V.

Готовилов А.в, Гершкович Г.Б. Гулунов А.В.Gotovilov A.v., Gershkovich G.B. Gulunov A.V.

Claims (1)

Устройство для измерения прочности строительных материалов, содержащее соединенные последовательно датчик полезного сигнала, согласующий усилитель, фильтр низких частот, первый дифференциатор, второй дифференциатор и компаратор, а также последовательно соединенные соответственно пиковый детектор с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и дешифратор с индикатором, причем датчик полезного сигнала собран в отдельном корпусе и состоит из ударной пружины, спускового механизма, бойка с ударником и закрепленного на бойке пьезоэлемента, отличающееся тем, что в него введены соединенные последовательно ключ, триггер-защелка и аналоговый ключ, а также блок обработки данных, состоящий из последовательно соединенных клавиатуры, устройства управления и синхронизации, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), арифметического логического устройства (АЛУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), причем ключ установлен в корпусе датчика и связан с ударной пружиной, выполненной в виде упругой пластины, один конец которой жестко прикреплен к стенке корпуса, а на другом конце жестко закреплен боек с пьезоэлементом и ударником, имеющим возможность свободного от трения перемещения в наконечнике корпуса, выход ключа соединен одновременно со вторым входом устройства управления и синхронизации, первым входом пикового детектора и первым входом триггера-защелки, второй вход которого подключен к выходу компаратора, аналоговый ключ подключен вторым входом к выходу второго дифференциатора, а выходом - ко второму входу пикового детектора, выход которого подключен ко входу АЦП, выходом соединенного со вторым входом ОЗУ, третий и четвертый входы которого подключены соответственно ко второму выходу клавиатуры и второму выходу устройства управления и синхронизации, третий выход которого соединен со вторым входом АЛУ, подключенного третьим входом к выходу ОЗУ, а выходом - также ко входу дешифратора.
Figure 00000001
A device for measuring the strength of building materials, comprising a useful signal sensor connected in series, a matching amplifier, a low-pass filter, a first differentiator, a second differentiator and a comparator, as well as a peak detector with an analog-to-digital converter (ADC) and a decoder with an indicator connected in series, moreover the useful signal sensor is assembled in a separate housing and consists of a shock spring, a trigger, a striker with a striker and a piezoelectric element mounted on the striker, about characterized in that a key, a trigger latch and an analog key are connected in series, as well as a data processing unit consisting of a series-connected keyboard, control and synchronization device, read-only memory (ROM), an arithmetic logic device (ALU) and operational a storage device (RAM), the key being installed in the sensor housing and connected with a shock spring made in the form of an elastic plate, one end of which is rigidly attached to the wall of the housing, and the other end the firing pin with a piezoelectric element and a drummer, which has the possibility of friction-free movement at the tip of the housing, is rigidly fixed, the key output is connected simultaneously with the second input of the control and synchronization device, the first input of the peak detector and the first input of the trigger latch, the second input of which is connected to the output of the comparator, analog the key is connected by the second input to the output of the second differentiator, and by the output to the second input of the peak detector, the output of which is connected to the ADC input, the output connected to the second input O A memory device, the third and fourth inputs of which are connected respectively to the second output of the keyboard and the second output of the control and synchronization device, the third output of which is connected to the second input of the ALU connected by the third input to the RAM output, and the output also to the decoder input.
Figure 00000001
RU99116847/20U 1999-08-04 1999-08-04 DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS RU13702U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116847/20U RU13702U1 (en) 1999-08-04 1999-08-04 DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116847/20U RU13702U1 (en) 1999-08-04 1999-08-04 DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU13702U1 true RU13702U1 (en) 2000-05-10

Family

ID=48274871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99116847/20U RU13702U1 (en) 1999-08-04 1999-08-04 DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU13702U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113196035A (en) * 2018-07-26 2021-07-30 国家科学研究中心 Apparatus for evaluating the firmness of a material
RU2805106C1 (en) * 2023-04-07 2023-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) Device for concrete strength measurement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113196035A (en) * 2018-07-26 2021-07-30 国家科学研究中心 Apparatus for evaluating the firmness of a material
RU2805106C1 (en) * 2023-04-07 2023-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) Device for concrete strength measurement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6880403B1 (en) Structure inspection device
US6343502B1 (en) Apparatus and method for determining the dynamic indentation hardness of materials
JP7188686B2 (en) Condition evaluation device for inspection objects
CN108627388A (en) A kind of measurement method of instantaneous impact
RU13702U1 (en) DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS
RU2170920C2 (en) Device fror measurement of strength of building materials
Cox The four-point bend test as a tool for coating characterization
Stulov Experimental and computational studies of piano hammers
JPH03111735A (en) Automatic young's modulus measuring apparatus
Bilgic Determination of Pulse Width and Pulse Amplitude Characteristics of Materials Used in Pendulum Type Shock Calibration Device
Richter et al. Determination of crack initiation toughness by impact and dynamic testing
JPH0765954B2 (en) Dynamic characteristic measuring device using instrumented Charpy tester
RU1778675C (en) Device for determining strength of concrete
Tcherniak et al. On the feasibility of utilizing vibrations for bolted joint assessment
Radon Application of instrumented impact test in polymer testing
Li et al. Dynamic constitutive equations and behaviour of brass at high strain rates
RU2039353C1 (en) Method of measuring concrete strength
SU1567922A1 (en) Method of monitoring mechanical characteristics of materials
CN114812784B (en) Elastic wave velocity measuring method of Hopkinson bar
SU1221544A1 (en) Arrangement for determining material dynamic hardness
SU1314253A1 (en) Device for studying bauschinger effect in high-speed deforming of solids
SU1068768A1 (en) Method and device for material strength determination
Warnet et al. Falling weight impact testing principles
RU2079831C1 (en) Method of determination of mechanical characteristics and device for its implementation
SU1758499A1 (en) Device for investigating micromechanical properties of materials