RU1772604C - Тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального уровн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно, к устройствам преобразовани  сигналов тензомоста и может быть использовано при испытани х машин и механизмов с повышенными требовани ми к точности измерений упругих деформаций . Цель изобретени  - повышение точности и упрощение обслуживани , Устройство содержит тензомост 1, в измерительную диагональ которого включен измерительный усилитель 3, сумматор 4 и аналоговый запоминающий блок в виде последовательно соединенных усилител  7 хранени  с запоминающим конденсатором 8 и корректирующего усилител  9, при этом усилитель 7 хранени  включен по схеме интегратора , а корректирующий усилитель 9 по схеме повторени . 1 ил.

Description

2 о + ЮВ

(Л

С

xj

XI

кэ о

g

.-J

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно, к устройствам преобразовани  сигналов тензомоста и может быть использовано при испытани х машин и механизмов с повышенными требовани ми к точности измерений упругих деформаций .

Известно тензометрическое устройство с автоматической установкой нул , содержащее тензомост с включенным в его изме- рительную диагональ усилителем, сумматор, компенсирующий усилитель, последовательно соединенные ключи и анало- говые запоминающие блоки (АЗБ), образующие два идентичных канала обратной св зи, причем входы каналов через ком- пенсирующий усилитель св заны с сумматором, выход одного канала соединен со вторым входом сумматора, а выход второго - подключен к затвору МОП-транзистора шунтирующего плечо тензомоста. В состав устройства входит также блок управлени , выходы которого соединены с ключа- ми.Устройствообеспечивает

последовательное включение перед началом измерени  корректирующих цепей: сначала корректируетс  начальный дрейф нул  тензоусилител , затем балансируетс  тензомост. Достигаетс  это следующим образом: по команде от блока управлени  замыкаетс  ключ, на выходе сумматора выдел етс  сигнал дрейфа нул  измерительного усилител , который через компенсирующий усилитель, ключ и АЗБ поступает на второй вход сумматора. При этом, в установившемс  режиме коррекции дрейфа нул  выходное напр жение сумматора стремитс  к нулю. После размыкани  ключей напр жение коррекции, приведенное ко второму входу сумматора запоминаетс  в АЗБ на врем  до следующего сигнала коррекции , периодически поступающего из блока управлени . Следующей командой блока управлени  замыкаетс  ключ и сигнал ошибки тензомоста через компенсационный усилитель и АЗБ воздействует на затвор МОП-транзистора, который балансирует тензомост, в результате чего напр жение на выходе измерительного усилител  и на выходе всего устройства стремитс  к нулю. После размыкани  ключа напр жение коррекции баланса тензомоста запоминаетс  в АЗБ и не мен ет своей величины на прот жении всего процесса измерени .

Известное устройство имеет недостатки: наличие трех ключей управлени , двух АЗБ, объединенных в два канала обратной св зи, дорогосто щего МОП-транзистора, а также компенсационного усилител , - значительно усложн ет конструкцию устройства , снижает его тиражируемость, удлин ет цикл работы из-за необходимости последовательного выполнени  двух корректирующих процедур - компенсации начального дрейфа тензоусилител  и балансировки тензомоста , а также снижает удобство в обслуживании устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущ0 ности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому устройству  вл етс  тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального уровн , содержащее тензомост с источником

5 питани  посто нного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом сумматора , ключ, соединенный первым концом с

0 выходом сумматора, аналоговый запоминающий блок (АЗБ), вход которого соединен с вторым концом ключа, а выход - с вторым входом сумматора, выполненный в виде последовательно соединенных усилител  хра5 нени  с запоминающим конденсатором, включенным между входом и выходом усилител  хранени , и корректирующего усилител .

Перед началом измерений кратковре0 менно замыкают ключ, вследствие чего запоминающий конденсатор зар жаетс  до уровн  напр жени , соответствующего нулевому начальному уровню сигнала на выходе сумматора. При этом на другой вход

5 сумматора в течение всего времени проведени  измерений подаетс  напр жение с выхода усилител  хранени , необходимое дл  компенсации начального дрейфа измерительного усилител  и разбаланса тензо0 моста.

Известное устройство имеет недостатки . Усилитель хранени  аналогового запоминающего блока (АЗБ) непосредственно подключен ко входу сумматора, входна 

5 цепь которого имеет конечное сопротивление . Ток утечки запоминающего конденсатора АЗБ достаточно большой, поскольку усилитель хранени  имеет относительно низкоомную нагрузку. Подключение кор0 ректирующего усилител  через резистор ко входу усилител  хранени  приводит к по влению на его входе большого по величине входного тока. Большие по величине ток утечки и входной ток привод т к дрей5 фу по времени выходного напр жени  усилител  хранени . Изменение величины выходного напр жени  усилител  хранени  происходит независимо от величины емкости запоминающего конденсатора, что приводит к уменьшению длительности

режима хранени  нулевого начального уровн .

В процессе эксплуатации известного устройства вы влена значительна  сложность и трудоемкость настройки корректирующего усилител  с резистором, осуществл ющих компенсацию тока утечки запоминающего конденсатора. Данна  процедура включает тщательный подбор номинальной величины резистора и достижение нулевого дрейфа усилител . Наличие же резистора во входной цепи усилител  хранени  A3 Б приводит к дрейфу величины его выходного напр жени .

Цель изобретени  - повышение точности и упрощение обслуживани  устройства .

Указанна  цель достигаетс  тем, что, в тензометрическом устройстве с автоматической установкой нулевого начального уровн , содержащем тензомост с источником питани  посто нного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилител , блок индикации, соеди- ненный с выходом сумматора, ключ, соединенный первым концом с выходом сумматора, аналоговый запоминающий блок, вход которого соединен со вторым концом ключа, а выход - со вторым входом сумматора, выполненный в виде последовательно соединенных усилител  хранени  с запоминающим конденсатором, включенным между входом и выходом усилител  хранени , и корректирующего усилител , усилитель хранени  аналогового запоминающего блока включен по схеме интегратора. а корректирующий усилитель включен по схеме повторени .

Блок-схема тензометрического устройства с автоматической установкой нулевого начального уровн  представлена на чертеже .

Устройство содержит тензомост 1 с источником 2 питани  посто нного тока, вклю- ченный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель 3, сумматор 4, первый вход которого соединен с входом измерительного усилител , блок 5 индикации, соединенный с выходом сумматора 4. В состав устройства входит также ключ 6. соединенный первым концом с выходом сумматора 4 и аналоговый запоминающий блок (АЗБ), вход которого соединен с вторым концом ключа б, а выход - с вторым входом сумматора 4, выполненный в виде последовательно соединенных усилител  7 хранени  с запоминающим конденсатором 8, включенным между входом и выходом .

усилител  7 хранени , и корректирующего усилител  9. В предлагаемом тензометрическом устройстве усилитель 7 хранени  аналогового запоминающего блока включен по схеме интегратора, а корректирующий усилитель 9 включен по схеме повторени .

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений кратковременно замыкают ключ 6, вследствие чего запоминающий конденсатор 8 зар жаетс  до уровн  напр жени , соответствующего нулевому начальному уровнюсигнала на выходе сумматора 4. Запомненное значение

напр жени  хранитс  доследующего сигнала коррекции, вырабатываемого в момент замыкани  ключа 6. С выхода аналогового запоминающего блока запомненное значение напр жени  через корректирующий

усилитель 9 подаетс  на второй (неинвертирующий ) вход сумматора 4. В сумматоре 3 производитс  алгебраическое суммирование двух равных по абсолютной величине сигналов (уровней напр жений), в результате чего сигнал на его выходе отсутствует.

При размыкании ключа 6 выходной сигнал на выходе сумматора 4 отсутствует, поскольку сигнал коррекции ошибки (уровень напр жени , запомненный на усилителе 7

хранени )через корректирующий усилитель 9 посто нно подаетс  на его второй (неинвертирующий ) вход. При этом, уровни сигналов (уровни напр жений) на усилител х 7 и 9 остаютс  неизменными. Происходит это

благодар  наличию высоксомной нагрузки на усилитель 7 хранени 

При измерении, например, упругих деформаций испытуемой детали, последние вызывают разбаланс тензомоста 1, что приводит к по влению на выходе измерительного усилител  3 сигнала U0 ± AU , где Uo - значение напр жени , соответствующее начальному уровню сигнала на выходе сумматора 4. AU - полезный

измерительный сигнал.

Сигнал с выхода усилител  3 поступает на вход сумматора 4, в котором происходит выделение полезного сигнала AU из суммарного . Выделенный сигнал подаетс  на

блок 5 индикации

Предлагаемое тензометрическое устройство позвол ет поддерживать с высокой точностью нулевой начальный уровень сигнала .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального

   уровн , содержащее тензомост с источни-сумматора, выполненный в виде последоваком питани  посто нного тока, включенныйтельно соединенных усилител  хранени  с

   в измерительную диагональ тензомоста из-запоминающим конденсатором, включенмерительный усилитель, сумматор, первыйным между входом и выходом усилител 

   вход которого соединен с выходом измери-5 хранени , и корректирующего усилител  с

   тельного усилител , блок индикации, соеди-резистором, отличающеес  тем, с целью

   ненный с выходом сумматора, ключ,повышени  точности и упрощени  обслужисоединенный первым концом с выходомвани , усилитель хранени  аналогового засумматора , аналоговый запоминающийпоминающего блока включен по схеме

   блок, вход которого соединен с вторым10 интегратора, а корректирующий усилитель

   концом ключа, а выход - с вторым входомвключен по схеме повторени .