RU1778511C - Устройство дл измерени деформаций предварительно нагруженных конструктивных элементов - Google Patents

Description

1

(21)4875673/28 (22) 24.07.90 (46)30.11.92. Бюл. №44

(71)Научно-исследовательский институт машиностроени 

(72)A.M. Сутырин

(56)Тензометри  в машиностроении. Справочное пособие./Под ред. Р.А. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. с. 183. 186.

Авторское свидетельство СССР № 619784, кл. G 01 В 7/16.1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАГРУЖЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  при измерении статической и динамической деформации . Цель изобретени  - повышение информативности за счет обеспечени  возможности одновременного измерени  динамической и статической деформаций. Дл  достижени  цели вместо усилител  переменного тока используетс  дифференциал ь- ный усилитель посто нного тока, на инвертирующий вход которого подаетс  напр жение с выхода аналогового преобразовател , подключенного к информационным выходам двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через схему разрешени , разрешающий вход которой подключен к выходу компаратора , один из входов которого соединен с выходом дифференциального усилител , а другой вход соединен с источником опорного напр жени . 1 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерению динамической и статической деформации.

Известно устройство дл  измерени  динамической деформации, в котором тензо- резистор включен в потензометрическую схему, питание которой осуществл етс  от источника посто нного тока. Сигнал с тен- эорезистора усиливаетс  до необходимой величины усилителем переменного тока.

Однако известное устройство не позвол ет проводить измерение статической деформации , т.к. из-за наличи  посто нного напр жени  на тензорезисторе необходимо использовать усилитель переменного тока.

Отсутствие схемы калибровки увеличивает погрешность измерени .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  измерени  деформации, содержащее измерительные каналы, каждый из которых выполщеь в виде тензорезисто- ра, последовательно соединенных усилител  и источника стабилизированного тока, общий опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор калибровочного напр жени , переключатель, разделительный трансформатор, первична  обмотка которого через переключатель соединена с генератором калибровочного напр жени .

Недостатком этого устройства также  вл етс  невозможность измерени  статической составл ющей деформации при проведении динамических испытаний.

Цель изобретени  - повышение информативности за счет обеспечени  возможности измерени  статической и динамической

XI VI 00

СЛ

деформации одним устройством и выбора величины начального выходного напр жени  усилител .

Цель достигаетс  тем, что в известном устройстве усилитель переменного тока замен етс  дифференциальным усилителем посто нного тока, пр мой выход которого подключен к выходу источника тока, а инвертирующий вход - к выходу цифроанало- гового преобразовател , подключенного к информационным выходам двоичного счетчика , вход которого соединен с выходом ге- нератора импульсов через схему разрешени , разрешающий вход которой подключен к выходу компаратора, один из входов которого соединен с выходом дифференциального усилител , а на другой вход подано опорное напр жение.

На чертеже изображена блок-схема устройства .

Устройство содержит измерительные каналы, каждый из которых состоит из генератора калибровочного напр жени  1, необходимого дл  калибровки измерительного канала перед началом измерений; переключател  2, отключающего генератор калибровки в процессе измерени , разделительного трансформатора 3, опорного элемента 4, величина выходного напр жени  которого задает величину выходного тока источника тока, управл емого напр жением 5. тензорезистора 6, который  вл етс  первичным преобразователем и через который протекает ток от источника тока 5, дифференциального усилител  7, на выходе которого получают величину напр жени , равную разности напр жений на входах усилител , компаратора 8, необходимого дл  сравнени  напр жений с входа дифференциального усилител  7 и внешнего опорного напр жени  Uon, цифроаналогового преобразовател  9, преобразующего цифровой код в напр жение компенсации, поступающее на один из входов дифференциального усилител  7, двоичного счетчика 10, преобразующего последовательность импульсов, поступающих с генератора импульсов 12, в цифровой код, схемы разрешени  11, пропускающей импульсы с генератора импульсов 12 на вход двоичного счетчика 10 при наличии на входе разрешени  разрешающего сигнала с выхода компаратора 8.

Генератор калибровочного напр жени  1, опорный элемент 4 и генератор импульсов 12. при реализации многоканального устройства , могут быть общими дл  всех измерительных каналов

Состо ние устройства перед началом проведени  измерени : двоичный счетчик

10 обнулен и на его вход импульсы с генератора импульсов 12 не поступают; на входе цифроаналогового преобразовател  9 (а следовательно и на инвертирующем входе

дифференциального усилител  7) напр жение компенсации отсутствует; падение напр жени  на тензорезисторе 6, при прохождении тока через него от источника тока 5, поступает на пр мой вход дифферен0 циального усилител  7, а с его выхода - на вход компаратора 8; на второй вход компаратора 8 подают опорное напр жение Uon., равное по величине напр жению, которое необходимо установить на выходе диффе5 ренциального усилител  7 перед проведением измерени ; при Uon. меньше величины напр жени  на выходе дифференциального усилител  7, на выходе компаратора 8 вырабатываетс  сигнал разрешени , который по0 ступает на схему разрешени  11.

В процессе измерени  устройств.о работает следующим образом. Перед проведением измерени  производ т установку выходного напр жени  диффере.нциально5 го усилител  7 до выборного значени , равного Uon. Дл  этого включают генератор импульсов 12, импульсы с которого через схему разрешени  11 поступают на счетный вход двоичного счетчика 10. Цифровой код,

0 соответствующий количеству поступающих импульсов, с выхода двоичного счетчика поступает на вход цифроаналогового преобразовател  9. В результате, на выходе цифроаналогового преобразовател  форми5 руетс  линейно нарастающее напр жение, которое поступает на инвертирующий вход дифференциального усилител  7. Пол рность этого напр жени  должна быть такой же, как и на неинвертирующем входе диф0 ференциального усилител .

На выходе дифференциального усилител  будет формироватьс  напр жение, величина которого равна разности падени  напр жени  на тензорезисторе 6 и напр 5 жени  на выходе цифроаналогового преобразовател  9.

При достижении выходного напр жени  дифференциального усилител  величины , равной величине Uon, произойдет

.-. переключение компаратора 8. Сигнал, сформированный на выходе компаратора, поступа  на разрешающий вход схемы разрешени  11, запрещает прохождение импульсов с генератора импульсов 12 на счетный вход двоичного счетчика 10. Счет заканчиваетс  и выходное напр жение цифроаналогового преобразовател  9 в дальнейшем остаетс  неизменным.

Т.о. выходное напр жение дифференциального усилител  7 в процессе измере5

ни  будет зависеть только от приращени  падени  напр жени  на тензорезисторе 6, вызванного изменением его сопротивлени  вследствие деформации.

Т.к. Don, а следовательно и начальное выходное напр жение дифференциального усилител , можно установить равным 0, то возможно дальнейшее усиление полезного сигнала усилителем посто нного тока, что дает возможность измер ть как динамиче- скую, так и статическую составл ющие деформации .

Устройство дозвол ет одновременно проводить измерени  статической и динамической составл ющих деформации, что необходимо при испытани х предварительно нагруженных конструкций, а также выбирать начальное выходное напр жение усилител  одновременно во всех измерительных каналах, что невозможно при ис- пользовании прототипа и аналогов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  деформаций предварительно нагруженных конструктив- ных элементов, содержащее измерительные каналы, каждый из которых выполнен в

   виде тензодатчика, последовательно соединенных усилител  и источника стабилизиро- ванного тока, опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор калибровочного напр жени , переключатель , разделительный трансформатор, первична  обмотка которого через переключатель соединена с генератором калибровочного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  информативности за счет одновременного измерени  динамической и статической деформаций, оно снабжено цифроаналого- вым преобразователем, выход которого соединен с инвертирующим входом усилител , двоичным счетчиком, информационные выходы которого соединены с циф- роаналоговым преобразователем, схемой И, выход которой соединен с выходом двоичного счетчика, генератором импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы И, компаратором, выход которого соединен с вторым входом схемы И, а один из выходов соединен с выходом усилител  и источником опорного напр жени , соединенным с вторым входом компаратора, а усилитель выполнен дифференциальным.

   С/вь/«

   и™

   В