SU1186939A2 - Бесконтактное тензометрическое устройство дл динамических измерений - Google Patents

Abstract

БЕСКОНТАКТНОЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИHA ШЧECKИX ИЗМЕРЕНИЙ по авт.св. № 785655, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности путем увеличени  степени подавлени  помех , в него введены дополнительный конденсатор, дополнительна  RC-цепочка и четвертьй, п тый и шестой ключи, причем одна обкладка дополнительного конденсатора подключена к выходу усилител  посто нного тока , друга  его обкладка св зана через четвертьи ключ с общей шиной,а через п тый ключ - с входом дополнительной RC-цепочки, выход которой через шестойключ подключен к входу усилител  переменного тока, а управл ющие входы четвертого, п того и шестого ключей подключены к соответствующим выходам генератора. О)

Description

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 785655. Известно бесконтактное тензометрическое устройство дл  динамических измерений, содержащее запитанныз от генератора тензодатчики и де кодирующий преобразователь, выходы которых подключены к входам усилите лей посто нного тока, синхронный D-триггер, выходы которого подключе ны к входам управлени  реверсом реверсивного счетчика, поразр дно св занного с декодирующим преобразователем , и синхронный детектор, включающий конденсатор, одна обклад ка которого подключена к выходу усилителей посто нного тока, а друга  - через первый ключ св зана с шиной Общий и через второй - с входом RC-цепочки, а также усилитель переменного тока, выход которого подключен к D-входу синхронного D-триггера непосредственно, а вход - к выходу RC-цепочки через третий ключ. Цель изобретени  - повышение точ ности за счет увеличени  степени подавлени  помех. На фиг.1 представлена блок-схем устройства; на фиг.2 - графики, по сн ющие его работу. Выходной сигнал тензодатчиков 1 измер етс  цифровым автокомпенсато ром след щего действи , который со дерзкит декодирующий преобразовател 2, вырабатывающий компенсирующее напр жение по кодовым комбинаци м реверсивного .четчика 3, и синхрон ный триггер 4 знака, управл ющий реверсом этого счетчика в соответствии со знаком выделенного фазочувствительным нуль-органом сигнал разбаланса между измер емым и компенсирующим напр жени ми. Фазочувствительный нуль-орган, в свою оче редь, имеет усилитель 5 посто нног тока, осуществл ющий предварительное усиление сигнала разбаланса, и усилитель 6 переменного тока. К инвертирующему входу этого усилител  подключен первьш канал синхронного детектировани , состо щий из конденсатора 7, КС-цепочки 8 и ключей 9-11, а к неинвертирующему второй канал, выполненньй на иденти ных конденсаторе 12, RC-цепочке 13 92 и ключах 14-16. Генератор 17 питает тензодатчики 1 и декодирующий преобразователь 2 переменным напр жением пр моугольной формы, а также вырабатывает сигналы, синхронизирующие работу отдельных элементов устройства в соответствии с временной диаграммой (фиг.2). Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал усилител  5 Uj(t) (фиг,2а) содер сит составл ющую Up(t), пропорциональную разности измер емого и компенсирующего напр жений (фиг.2б), и аддитивные помехи и„(с) (фиг.2а, пунктирна  лини ), обусловленные наводками от промышленной сети электропитани , дрейфом нулей усилителей, контактными ЭДС и т.п. U(t) Up(t) + U(t) ,Тл  сниже1пг  вли ни  помех выходной сигнал усилител  5 подвергаетс  синхронному детектированию по приведенному ниже алгоритму. В конце первого полупериода (при t t(),когда импульсные помехи, возникаюи1;ие на фронтах разностного сигнала, затухают практически полностью , по сигналам управлени  (фиг.2в,г) замыкаютс  ключи 9 и 10. В результате этого конденсатор RC-цепочки 8 разр жаетс  через оба ключа до нулевого напр жени , а конденсатор 7 зар жаетс  через ключ 9 до напр жени  Uy, равного выходному сигналу усилител  5 в конце этого полупериода УГ p.t ). После размыкани  ключей оба конденсатора сохран ют свой зар д, а напр жение на -второй обкладке конденсатора 7 относительно общей щины становитс  равным разности между выходным сигналом усилител  5 и напр жением, запомненном на этом конденсаторе. В конце второго полупериода (при t tj) управл ющий сигнал (фиг.2г) замыкает ключ 10, подключа  вторую обкладку конденсатора 7 к входу RC-цепочки 8. При этом на конденсаторе запоминаетс  напр жение Ug, пропорциональное разности значений выходного сигнала усилител  5 на концах второго ) и первого U,(t,) его полуперчодов

,

-.K Upi4ViVi,VUnitxVUn(n,

где К - коэффищшит, определ емый соотношением емкостей конденсатора (CI) и конденсатора RC-цепочки 8 (С,)

К

с.-ьс,

Фильтрующие свойства RC-цепочки снижают вли ние высокочастотных шумов на процесс запоминани , что повышает разрешающую способность устройства в целом.

Аналогичным образом по сигналам управлени  (фиг.2д,е), поступающим на входы управлени  ключей 14 и 15, на конденсаторе RC-цепочки 13 выдел етс  напр жение U), пропорционалное разности значений выходного сигнала усилител  5 на концах его третьего UgCtj) и второго ) полупериодов

U.,(t,VU5M

i kLUpiy-Upli.vUamV niM После размыкани  ключа 15 управл ющий сигнал (фиг.2ж) замыкает ключи 11 и 16 и напр жени , запомненны на конденсаторах RC-цепочки обоих кналов синхронного детектировани , вычитаютс  посредством усилител  6. В результате на выходе последнего формируетс  сигнал Ug, пропорциональньш разности приращений выходного напр жени  усилител  5 за одинаковые промежутки времени между концами третьего и второго, а также второго и первого полупериодов сигнала разбаланса

UbU,,-Ug«k Upii,-2Up(t,VUp(t,V

4U,u,V2Un(i.uu«ii,)l.

Очевидно, что при неизменном разбалансе между измер емым и компенсирующим напр жени ми Up(t,)

-Up(t,) UpCtj)

величина полезной составл ющей выходного сигнала

усилител  6

бр - KUp(t,)

пропорциональна учетверенному значению входного разбаланса автокомпенсатора , а ее пол рность определ етс  фазой этого разбаланса. (Дл  сигнала, приведенного на фиг.26, пол рность этой составл ющей положительна ) .

Следовательно, коэффициент передачи синхронного детектора дл  полезной составл ющей Кр составл ет

Кр - 4К.

Коэффициент передачи синхронного 0 детектора дл  составл ющей помехи К можно определ ть как отношение максимальных значений помехи на его выходе ( макс) входе

Ч wo КС

-бмакс (l,),).i --k7j

п ittit fи

л Макс

п макс

Из приведенного выражени  следует, что помехи, имеющие малые изменени  приращени  за период формировани  выходного сигнала усилител  6, подавл ютс  практически полностью. В частности, посто нное смещение и линейно измен ю1циес  помехи не оказывают никакого вли ни  на выходной сигнал этого усилител , так как при Uj,(t) С и U(t) c.t,

где С - const

0 U,(t,) - 2U(tj) + U(ti) О

После установлени  на выходе усилител  6 соответствующего напр жени  на синхровход триггера 4 поступает импульс (рис.2з), перевод щий

5 его в 1 или в О в зависимости от пол рности этого напр жени . Затем на счетный вход реверсивного счетчика 3 поступает другой импульс (фиг.2и), которьй в соответствии

0 с состо нием триггера 5 приводит -к увеличению (при недокомпенсации на входе автокомпенсатора) или уменьшению (при перекомпенсации) результата , накопленного в счетчике ранее.

5 Этот процесс повтор етс  до тех пор, пока входной разбаланс автокомпенсатора не будет скомпенсирован полностью.г

t2 tj

Фиг. 2

Claims (1)

1. БЕСКОНТАКТНОЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ по авт.св. № 785655, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем увеличения степени подавления помех, в него введены дополнительный конденсатор, дополнительная RC-цепочка и четвертый, пятый и шестой ключи, причем одна обкладка дополнительного конденсатора подключена к выходу усилителя постоянного тока, другая его обкладка связана через четвертый ключ с общей шиной,а через пятый ключ - с входом дополнительной RC-цепочки, выход которой через шестой ключ подключен к входу усилителя переменного тока, а управляющие входы четвертого, пятого и шестого ключей подключены к соответствующим выходам генератора.

   Фиг.1 о

   1186939 2