RU2011159C1 - Device for measuring displacements and deformations - Google Patents
Device for measuring displacements and deformations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2011159C1 RU2011159C1 SU5016511A RU2011159C1 RU 2011159 C1 RU2011159 C1 RU 2011159C1 SU 5016511 A SU5016511 A SU 5016511A RU 2011159 C1 RU2011159 C1 RU 2011159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- block
- subtraction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений и деформаций объектов, подверженных температурным, упругим и другим деформациям. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure displacements and deformations of objects subject to temperature, elastic and other deformations.
Известно устройство для измерения перемещений и деформаций, содержащее пять датчиков перемещений, три из которых установлены на общей платформе так, что первый и второй включены дифференциально, а третий, включенный дифференциально первому, смещен относительно второго на известное расстояние, пять измерительных преобразователей, каждый из которых соединен с соответствующим датчиком, три блока деления, два блока умножения, два блока вычитания, один блок сложения, выход первого блока деления соединен с первыми входами первого и второго блоков умножения, выход первого блока вычитания соединен с первым входом второго блока деления, второй вход которого объединен с вторым входом третьего блока деления и подключен к выходу второго блока вычитания, выход второго блока деления подключен к второму входу первого блока умножения, выход первого блока сложения подключен к первому входу третьего блока деления, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения, а выход первого блока умножения является первым выходом устройства. A device for measuring displacements and deformations is known, comprising five displacement sensors, three of which are mounted on a common platform so that the first and second are switched on differentially, and the third, switched on differentially to the first, is offset from the second by a known distance, five measuring transducers, each of which connected to the corresponding sensor, three division blocks, two multiplication blocks, two subtraction blocks, one addition block, the output of the first division block is connected to the first inputs of the first and second multiplication locks, the output of the first subtraction block is connected to the first input of the second division block, the second input of which is combined with the second input of the third division block and connected to the output of the second subtraction block, the output of the second division block is connected to the second input of the first multiplication block, the output of the first addition block is connected to the first input of the third division block, the output of which is connected to the second input of the second multiplication block, and the output of the first multiplication block is the first output of the device.
Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения из-за деформации платформы, на которой установлены датчики. A disadvantage of the known device is the lack of measurement accuracy due to deformation of the platform on which the sensors are installed.
Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности от изменения расстояния между противолежащими датчиками из-за деформации платформы. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by reducing the error from changing the distance between opposite sensors due to deformation of the platform.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве платформа выполнена П-образной, состоящей из двух полок и перекладины, первый датчик перемещения установлен на торце одной из полок, второй и третий - на торце другой полки, четвертый и пятый датчики перемещения закреплены независимо друг от друга и от платформы на одинаковом расстоянии от взаимно параллельных поверхностей полок платформы, один с внутренней, другой с внешней стороны соответствующей полки и включены оба согласно или оба встречно первому или второму и третьему датчикам, а устройство снабжено третьим и четвертым блоками вычитания, вторым и третьим блоками сложения, четвертым блоком деления, третьим блоком умножения и блоком удвоения, выход первого измерительного преобразователя подключен к вычитающему входу первого блока вычитания, первому входу первого блока сложения и первому входу первого блока деления, выход второго измерительного преобразователя подключен к суммирующим входам первого и второго блоков вычитания и второму входу первого блока сложения, выход третьего измерительного преобразователя подключен к второму входу первого блока деления и вычитающему входу второго блока вычитания, выход четвертого измерительного преобразователя подключен к вычитающему входу третьего блока вычитания и первому входу второго блока сложения, к второму входу которого и суммирующему входу третьего блока вычитания подключен выход пятого измерительного преобразователя, выходы третьего блока вычитания и второго блока сложения подключены к входам четвертого блока деления, выход которого подключен к первому входу третьего блока умножения, к второму входу которого подключен второй выход блока памяти, третий выход которого и выход третьего блока умножения подключены к входам третьего блока сложения, выход которого подключен к суммирующему входу четвертого блока вычитания, к вычитающему входу которого подключен выход второго блока умножения, а выход четвертого блока вычитания подключен к входу блока удвоения, выход которого является вторым выходом устройства. This goal is achieved by the fact that in the known device the platform is made U-shaped, consisting of two shelves and a crossbeam, the first displacement sensor is installed at the end of one of the shelves, the second and third - at the end of the other shelf, the fourth and fifth displacement sensors are fixed independently of friend and from the platform at the same distance from mutually parallel surfaces of the shelves of the platform, one from the inside, the other from the outside of the corresponding shelf and both are included according to or both counter to the first or second and third sensors, and the device is equipped with a third and fourth subtraction unit, a second and third addition unit, a fourth division unit, a third multiplication unit and a doubling unit, the output of the first measuring transducer is connected to the subtracting input of the first subtraction unit, the first input of the first addition unit and the first input of the first unit division, the output of the second measuring transducer is connected to the summing inputs of the first and second subtraction blocks and the second input of the first addition block, the output of the third measuring transducer The indexer is connected to the second input of the first division block and the subtracting input of the second subtraction block, the output of the fourth measuring transducer is connected to the subtracting input of the third subtraction block and the first input of the second addition block, the output of the fifth measuring transducer is connected to the second input of it and the summing input of the third subtraction block, the outputs the third block of subtraction and the second block of addition are connected to the inputs of the fourth block of division, the output of which is connected to the first input of the third block intelligently the second input of which is connected the second output of the memory block, the third output of which and the output of the third multiplication block are connected to the inputs of the third addition block, the output of which is connected to the summing input of the fourth subtraction block, the subtracting input of which is connected to the output of the second multiplication block, and the output of the fourth the subtraction unit is connected to the input of the doubling unit, the output of which is the second output of the device.
На чертеже приведена блок-cхема предлагаемого устройства. The drawing shows a block diagram of the proposed device.
Устройство содержит пять идентичных датчиков 1-5 перемещения. Три датчика 1-3 установлены дифференциально несимметрично на общей платформе 6, а два датчика 4 и 5 закреплены независимо друг от друга и от платформы 6 на одинаковом расстоянии от взаимно параллельных поверхностей полок платформы 6, датчик 4 - с внутренней, датчик 5 - с внешней стороны соответствующей полки и включены оба согласно или оба встречно первому 1 или второму 2 и третьему 3 датчикам. Устройство содержит также пять идентичных измерительных преобразователей 7-11, три блока 12-14 сложения, четыре блока 15-18 вычитания, три блока 19-21 умножения, четыре блока 22-25 деления, блок 26 памяти и блок 27 удвоения. Выход первого преобразователя 7 первого датчика 1 подключен к вычитающему входу первого блока 15 вычитания и первым входам первых блоков 12 и 22. Выход второго преобразователя 8 второго датчика 2 подключен к суммирующим входам первого и второго блоков 15 и 16 вычитания и второму входу первого блока 12 сложения. Выход третьего преобразователя 9 третьего датчика 3 подключен к второму входу первого блока 22 деления и вычитающему входу второго блока 16 вычитания. Выход четвертого преобразователя 10 четвертого датчика 4 подключен к вычитающему входу третьего блока 17 вычитания и первому входу второго блока 13 сложения. Выход пятого преобразователя 11 пятого датчика 5 подключен к суммирующему входу третьего блока 17 вычитания и второму входу второго блока 13 сложения. Выход первого блока 15 вычитания подключен к первому входу второго блока 23 деления, к второму входу которого и второму входу третьего блока 24 деления подключен выход второго блока 16 вычитания, а к первому входу третьего блока 24 деления подключен выход первого блока 12 сложения. Выходы второго и третьего блоков 23 и 24 деления подключены соответственно к первым входам первого и второго блоков 19 и 20 умножения, к вторым входам которых подключен выход первого блока 22 деления, а к третьим входам - первый выход блока 26 памяти. Выход первого блока 19 умножения является первым выходом устройства. Выходы третьего блока 17 вычитания и второго блока 13 сложения подключены к входам четвертого блока 25 деления, выход которого подключен к первому входу третьего блока 21 умножения, к второму входу которого подключен второй выход блока 26 памяти, третий выход которого и выход третьего блока 21 умножения подключены к входам третьего блока 14 сложения, выход которого подключен к суммирующему входу четвертого блока 18 вычитания, к вычитающему входу которого подключен выход второго блока 20 умножения, а выход четвертого блока 18 вычитания подключен к входу блока 27 удвоения, выход которого является вторым выходом устройства. The device contains five identical displacement sensors 1-5. Three sensors 1-3 are mounted differential asymmetrically on a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При перемещении и деформации контролируемого объекта сигналы на выходах измерительных преобразователей 7-11 определяются соответственно выражениями
Y1=
(1)
Y2=
(2) Y3=
(3) Y4=
(4) Y5=
(5) где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от влияющих факторов, который вследствие идентичности датчиков 1-5 и измерительных преобразователей 7-11 для всех каналов меняется одинаково;
а = (Хo-D)/2, где Хo - номинальное расстояние между противолежащими датчиками 1 и 2, D - номинальная толщина контролируемого объекта;
Δ Хo - отклонение расстояния между противолежащими датчиками 1 и 2 от номинального Хo из-за деформации платформы 6;
Δ D - отклонение толщины контролируемого объекта от номинальной D из-за тепловых, упругих и других деформаций;
Х1 - взаимное образцовое смещение второго 2 и третьего 3 датчиков перемещения относительно друг друга;
Δ Х - перемещение контролируемого объекта относительно начального положения;
b - начальное расстояние от датчиков 4 и 5 до соответствующей поверхности платформы 6, на которой закреплены датчики 1-3;
Δ Х01 - перемещение соответствующей поверхности платформы 6 относительно датчика 4 из-за деформации платформы;
Δ Х02 - перемещение соответствующей поверхности платформы 6 относительно датчика 5 из-за деформации платформы;
Δ Хo = Δ Х01 + Δ Х02.When moving and deforming the controlled object, the signals at the outputs of the measuring transducers 7-11 are determined respectively by the expressions
Y 1 =
(1)
Y 2 =
(2) Y 3 =
(3) Y 4 =
(4) Y 5 =
(5) where K is the proportionality coefficient, depending on influencing factors, which, due to the identity of sensors 1-5 and measuring transducers 7-11, changes equally for all channels;
a = (X o -D) / 2, where X o is the nominal distance between opposing sensors 1 and 2, D is the nominal thickness of the controlled object;
Δ X o - the deviation of the distance between opposite sensors 1 and 2 from the nominal X o due to deformation of the
Δ D is the deviation of the thickness of the controlled object from the nominal D due to thermal, elastic and other deformations;
X 1 - mutual exemplary displacement of the second 2 and third 3 displacement sensors relative to each other;
Δ X is the movement of the controlled object relative to the initial position;
b - the initial distance from the
Δ X 01 - the movement of the corresponding surface of the
Δ X 02 - the movement of the corresponding surface of the
Δ X o = Δ X 01 + Δ X 02 .
В частном случае в устройстве может быть реализовано и использовано следующее соотношение: а = b. In a particular case, the following relationship can be implemented and used in the device: a = b.
Сигналы с выходов первого 7 и второго 8 преобразователей поступают на входы первого блока 15 вычитания, на выходе которого получаем сигнал
Y2-Y1=
(6)
Сигналы с выходов второго 8 и третьего 9 преобразователей поступают на входы второго блока 16 вычитания, на выходе которого получаем
Y2-Y3=
(7)
Сигналы с выходов первого 7 и третьего 9 преобразователей поступают на входы первого блока 22 деления, на выходе которого получаем
=
(8)
Сигналы (6) и (7) с выходов первого 15 и второго 16 блоков вычитания поступают на входы второго блока 23 деления, на выходе которого сигнал становится равным
= ·
(9)
Сигналы (8) и (9) с выходов соответственно первого 22 и второго 23 блоков деления, а также сигнал Х1/2 с выхода блока 26 памяти поступают на входы первого блока 19 умножения. В результате, на его выходе получают сигнал
ΔX = · ·
(10) характеризующий перемещение контролируемого объекта относительно начального положения.The signals from the outputs of the first 7 and second 8 converters are fed to the inputs of the
Y 2 -Y 1 =
(6)
The signals from the outputs of the second 8 and third 9 converters are fed to the inputs of the
Y 2 -Y 3 =
(7)
The signals from the outputs of the first 7 and third 9 converters are fed to the inputs of the
=
(8)
Signals (6) and (7) from the outputs of the first 15 and second 16 subtraction blocks are fed to the inputs of the
= ·
(9)
Signals (8) and (9) from the outputs of the first 22 and second 23 division blocks, as well as the signal X 1/2 from the output of the
ΔX = · ·
(10) characterizing the movement of the controlled object relative to the initial position.
Сигналы с выходов первого 7 и второго 8 преобразователей поступают на входы первого блока 12 сложения, на выходе которого сигнал становится равным
Y2+Y1=
(11)
Этот сигнал, а также сигнал (7) с выхода второго блока 16 вычитания поступают на входы третьего блока 24 деления, на выходе которого получаем
= ·
(12)
Сигнал (12), а также сигналы (8) с выхода первого блока 22 деления и Х1/2 с первого выхода блока 26 памяти поступают на входы второго блока 20 умножения, на выходе которого получают
· · = a+ -
(13)
который поступает на вычитающий вход четвертого блока 18 вычитания.The signals from the outputs of the first 7 and second 8 converters are fed to the inputs of the
Y 2 + Y 1 =
(eleven)
This signal, as well as signal (7) from the output of the
= ·
(12)
The signal (12), as well as signals (8) from the output of the
· · = a + -
(thirteen)
which is fed to the subtracting input of the
Сигналы с выходов четвертого 10 и пятого 11 преобразователей поступают на входы третьего блока 17 вычитания и второго блока 13 сложения, на выходах которых соответственно получают сигналы
Y5-Y4=
(14)
Y5+Y4=
(15) которые поступают на входы четвертого блока 25 деления, на выходе которого получают = =
(16)
Этот сигнал и сигнал b с второго выхода блока 26 памяти поступают на входы третьего блока 21 умножения, на выходе которого получают
b · =
(17)
Сигнал (17) и сигнал а с третьего выхода блока 26 памяти поступают на входы третьего блока 14 сложения, сигнал с выхода которого
a+b· = a+
(18) поступает на суммирующий вход четвертого блока 18 вычитания, на выходе которого получают a+b · - · · =
(19)
Этот сигнал поступает на вход блока 27 удвоения, сигнал на выходе которого
ΔD = 2a+b · - · ·
(20) характеризует отклонение толщины контролируемого объекта от номинальной вследствие температурных, упругих и других деформаций.The signals from the outputs of the fourth 10 and fifth 11 converters are fed to the inputs of the
Y 5 -Y 4 =
(14)
Y 5 + Y 4 =
(15) which enter the inputs of the
(sixteen)
This signal and signal b from the second output of the
b =
(17)
The signal (17) and the signal a from the third output of the
a + b = a +
(18) is fed to the summing input of the
(nineteen)
This signal is input to the doubling
ΔD = 2 a + b - · ·
(20) characterizes the deviation of the thickness of the controlled object from the nominal due to temperature, elastic and other deformations.
Величина Х1 - постоянная для данного устройства, обеспечивается достаточно легко вследствие небольшого ее значения. Величина а обеспечивается номинальными размерами платформы 6 и контролируемого объекта. Величина b обеспечивается при установке датчиков 4 и 5. Величина Δ Х в соответствие с выражением (10) определяет перемещение контролируемого объекта относительно начального положения и не содержит погрешности от изменения под действием влияющих факторов коэффициентов К, деформаций Δ D и Δ Хo соответственно контролируемого объекта и платформы 6.The value of X 1 is a constant for this device, it is provided quite easily due to its small value. The value of a is provided by the nominal dimensions of the
Величина Δ D, определяющая в соответствие с выражением (20) деформацию контролируемого объекта, не содержит погрешности от изменения под действием влияющих факторов коэффициентов К и деформации Δ Хo платформы 6 с датчиками 1-3. (56) Авторское свидетельство СССР N 1663396, кл. G 01 B 7/00, 1989.The value Δ D, which determines, in accordance with expression (20), the deformation of the controlled object does not contain errors from changes in the coefficients K and deformation Δ X o of the platform 6 with sensors 1-3 under the influence of influencing factors. (56) Copyright certificate of the USSR N 1663396, cl. G 01
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016511 RU2011159C1 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Device for measuring displacements and deformations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016511 RU2011159C1 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Device for measuring displacements and deformations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011159C1 true RU2011159C1 (en) | 1994-04-15 |
Family
ID=21591536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5016511 RU2011159C1 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Device for measuring displacements and deformations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2011159C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-04 RU SU5016511 patent/RU2011159C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0584695A3 (en) | Coordinate input apparatus and method, and oscillation generating apparatus | |
RU2011159C1 (en) | Device for measuring displacements and deformations | |
RU2247936C1 (en) | Device for measuring linear displacements and deformations of object | |
SU1453275A1 (en) | Device for measuring moisture content | |
RU2184929C2 (en) | Device measuring linear displacement and deformation of object | |
SU1147989A1 (en) | Method of measuring two electric or non-electric parameters | |
JPH06273162A (en) | Flatness measuring device | |
SU1395952A1 (en) | Meter of space harmonic period | |
SU979858A2 (en) | Liquid ion conductivity consumption measuring method | |
SU1193446A1 (en) | Device for measuring displacement | |
SU1657981A1 (en) | Tensometer | |
RU2089847C1 (en) | Information and measurement system for determination of components of movements and deformations of object | |
JPS61145472A (en) | Microwave range finder | |
Long | Direct subdivision of moiré fringe with CCD | |
RU1783272C (en) | Linear displacement converter | |
SU1406288A1 (en) | Device for measuring load in dynamic testing of road paving | |
JPS5640735A (en) | Transmitter for differential pressure | |
SU885897A2 (en) | Device for measuring speed | |
SU944159A1 (en) | Coordinate device | |
WO2017122979A1 (en) | Weight measuring device | |
SU1765773A1 (en) | Accelerometer | |
SU1117663A1 (en) | Device for determining root-mean-square value of signal | |
SU1138754A1 (en) | Method of measuring electrical and non-electrical parameters | |
SU1254392A1 (en) | Meter of velocity of motion of elongated object | |
RU1812531C (en) | Device for measuring magnetic induction of field of external uniform interference |