SU1320655A1

SU1320655A1 - Многоканальное тензометрическое устройство

Info

Publication number: SU1320655A1
Application number: SU853988883A
Authority: SU
Inventors: Сергей Тимофеевич Свирин
Original assignee: Предприятие П/Я Ю-9789
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-06-30

Abstract

Изобретение относитс к тензометрам. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени деформации путем введени контрол исправности тензодатчиков дл двухпол рного источника питани . Первый триггер 15 осуществл ет задержку информации об исправности полумоста на один такт. Второй триггер 18 служит дл синхронизации сигналов, счетчик 12 импульсов создает управл ющие сигналы, первый коммутатор 14 анализирует исправность полумоста , сигнал с которого должен измер тьс в последующем такте, второй коммутатор 16 осуществл ет коммутацию первого входа блока 2 питани , третий коммутатор 17 коммутирует измер емые сигналы с полумостов , несущих информацию о деформации тензометрируемого объекта, сумматор 1 создает управл ющее кодовое слово дл первого ко.ммутатора 14, превышающего кодовое слово, управл ющее коммутатором 17, блоком 9 ключей и коммутатором 16. на единицу. 1 ил. со ю о 05 сд ел

Description

Изобретение относитс к тензометрии, в частности к многоканальным тензоизмери- тельным системам, используемым дл многоточечного измерени деформации на подвижных объектах.

Цель изобретени - повышение точности измерени деформации путем введени контрол исправности тензодатчиков дл двухпол рного источника питани .

На чертеже представлена блок-схема многоканального тензометрического устройства .

Устройство содержит блок 1 из п тензоре- зисторных полумостов, блок 2 питани , последовательно соединенные первые источник 3 опорного напр жени и компаратор 4, последовательно соединенные вторые источник: 5 опорного напр жени и компаратор 6, схему ИЛИ 7, согласующий блок 8, блок 9 ключей, последовательно соединенные усилитель 10 и регистратор 11, последовательно соедидинен также с установочным входом первого триггера 15, вход усилител 10 соединен с выходом третьего коммутатора 17, вторые входы сумматора 13 соединены с шиной «Земл , счетные входы счетчика 12 импульсов и обоих триггеров 15 и 18 соединены с шиной 19 синхронизации, а другой вход второго триггера 18 соединен с шиной 20 запуска.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии до тех пор, пока на шине 20 запуска присутствует сигнал «О, счетчик 12 импульсов обнулен сигналом «1, поступающим на его обнул ющий вход с инверсного выхода второго триггера 18, все 5 ключи, вход щие в блок 9, разомкнуты, коммутатор 16 заблокирован, при этом все тензометрические полумосты блока 1 отключены от плюсовой щины блока 2 питани , напр жени в средних точках полумостов блока 1 близки к уровню отрицательного

10

ненные счетчик 12 импульсов, сумматор 13 20 напр жени , поступающего с блока 2 пита- и первый коммутатор 14, выход которогони . На установочный вход первого триггера

15 поступает сигнал «U, на пр мом выходе первого триггера 15 присутствует сигнал «1, блокирующий коммутатор 17. Независимо от состо ни выхода компаратора 6 на выходе схемы ИЛИ 7 присутствует сигнал «1, при этом регистратор 11 не воспринимает поступающую на его вход информацию с выхода усилител 10. Управление коммутаторами 14 и 17 осуществл етс таким обсоединен с вторым входом первого компаратора 4, первый триггер 15, второй коммутатор 16, вход которого соединен с выходом счетчика 12 импульсов, первый выход - с выводами положительной пол рности питани блока 1 тензорезисторных полумостов, а второй выход - с первым входом обратной св зи блока 2 питани , третий коммутатор 17, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым компа- -зг. разом, что при поступлении на их управратором 6 и схемой ИЛИ 7, выход которой соединен с вторым входом регистратора 11, второй триггер 18, пр мой выход которого соединен с входом младшего разр да сумматора 13, а инверсный выход - с входом

л ющих входы цифрового кода 00...О включаетс первый канал, 00...01 - второй канал, 00...010 - третий и т. д. На всех выходах сумматора 13 присутствуют «О, при этом коммутатор 14 пропускает на выход напр обнулени счетчика 12 импульсов и запре- 35 жение с первого канала, которое сравниващающими входами согласующего блока 8 и второго коммутатора 16, выходы согласующего блока 8 соединены с блоком 9 ключей , выходы которых соединены с соответствующими выводами положительной пол рности питани блока 1 тензорезисторных полумостов, вход согласующего блока 8 соединен с выходом счетчика 12 импульсов , средние точки тензорезисторных полумостов соединены с сигнальными входами

40

етс с первым опорным напр жением U, если оба вывода отрицательной пол рности питани тензорезистора первого полумоста не оборваны и не соединены с землей, напр жение на выходе коммутатора 14 близко к отрицательному напр жению, поступающему с блока 2 питани . В этом случае на выходе компаратора 4 присутствует «О, так как поступающее на его первый вход напр жение более отрицательно, чем

первого 14 и третьего 17 коммутаторов, Uon,. При неисправности тензорезистора нижсоответственно , выход счетчика 12 импульсов соединен также с управл ющими входами третьего коммутатора 17, клемма положительной пол рности блока 5 опорного напр жени соединена с вторыми входами

него плеча (обрыве или заземлении) напр жение на выходе компаратора 4 соответствует уровню «1 так как напр жение в первом канале близко к нулю и значительно отличаетс от отрицательного пиблока 9 ключей, клемма отрицательной по- 50 тани .

л рности блока 2 питани соединена с объеди-При поступлении на щину 20 запуска

«1 второй триггер 18 переключаетс по первому поступившему на его счетный вход синхроимпульсу. При этом со счетчика 12 импульсов снимаетс обнуление, в первом

напр жени , запрещающий вход третьего 55 такте на все управл ющие входы блока 9

коммутатора 17 и второй вход схемы ИЛИ 7ключей первого 14 и второго 16 коммутаторов поступают «О, а на управл ющие входы третьего коммутатора 17 поступает

ненными выводами отрицательной пол рности питани блока 1 тензорезисторных полумостов, соединенных также с вторым входом обратной св зи блока 5 опорного

соединены с выходом первого триггера 15, вход младшего разр да сумматора 13 соединен также с установочным входом первого триггера 15, вход усилител 10 соединен с выходом третьего коммутатора 17, вторые входы сумматора 13 соединены с шиной «Земл , счетные входы счетчика 12 импульсов и обоих триггеров 15 и 18 соединены с шиной 19 синхронизации, а другой вход второго триггера 18 соединен с шиной 20 запуска.

Устройство работает следующим образом.

0

0 напр жени , поступающего с блока 2 пита- ни . На установочный вход первого триггера

напр жени , поступающего с блока 2 пита- ни . На установочный вход первого триггера

15 поступает сигнал «U, на пр мом выходе первого триггера 15 присутствует сигнал «1, блокирующий коммутатор 17. Независимо от состо ни выхода компаратора 6 на выходе схемы ИЛИ 7 присутствует сигнал «1, при этом регистратор 11 не воспринимает поступающую на его вход информацию с выхода усилител 10. Управление коммутаторами 14 и 17 осуществл етс таким обл ющих входы цифрового кода 00...О включаетс первый канал, 00...01 - второй канал, 00...010 - третий и т. д. На всех выходах сумматора 13 присутствуют «О, при этом коммутатор 14 пропускает на выход напр жение с первого канала, которое сравнива 35 жение с первого канала, которое сравнива40

Uon,. При неисправности тензорезистора нижUon ,. При неисправности тензорезистора нижнего плеча (обрыве или заземлении) напр жение на выходе компаратора 4 соответствует уровню «1 так как напр жение в первом канале близко к нулю и значительно отличаетс от отрицательного питани .

цифровой код, в котором во всех разр дах - нули, а в младшем - единица, так как на вторые входы сумматора 13 поступает код 00...01. С коммутатора 16 и блока 9 ключей снимаетс блокировка, и верхн точка первого полумоста подключаетс к плюсовой шине блока 2 питани , при этом обратна св зь по первому входу блока 2 питани замыкаетс с верхней точкой первого полумоста через коммутатор 16. На выход коммутатора 17 проходит сигнал, снимаемый со средней точки первого полумоста, который в это врем подключен к блоку 2 питани , а на выход коммутатора 17 про-, ходит сигнал со средней точки второго полумоста , отсоединенного от плюсовой шины блока 2 питани , и в дальнейшем при последовательном опросе всех остальных каналов коммутатор 14 опережает коммутатор 17 на один такт, т.е., если коммутатор 17 пропускает на вход усилител 10 сигнал с п-го полумоста, коммутатор 14 пропускает на выход сигнал с п+1-го полумоста, причем в каждый момент времени к плюсовой шине блока 2 питани подключаетс только один из полумостов.

Первый триггер 15 осушествл ет задержку информации на один такт, при этом после поступлени на шину 20 запуска «1 логический сигнал на выходе триггера 15 не измен етс до конца первого такта работы устройства, т.е. если неисправен тензо- резистор нижнего плеча первого полумоста, то в течение первого такта работы на выходе первого триггера 15 присутствует сигнал «1, так как до поступлени на шину 20 запуска «1 на информационный вход первого триггера 15 поступала «1.

При исправности обоих тензорезисторов первого полумоста в первом такте работы напр жение на выходе коммутатора 17 близко к нулю при условии, что напр жени питани полумоста +Е и -Е равны по абсолютной величине, тогда на выходе компаратора 6, вл ющегос компаратором «окна присутствует «О. В любом случае, когда напр жение на выходе коммутатора 17 значительно отличаетс от нул , что может быть при обрыве одного из выводов крайних точек полумоста или коротком замыкании одного из тензорезисторов, на выходе компаратора 6 присутствует «1, котора , проход через схему ИЛИ 7, запреш.ает регистрацию ошибочного сигнала.

Анализ исправности тензорезисторов п-го полумоста происходит в течение двух тактов работы устройства.

В такте, предшествуюш,ем измерению п-го канала (когда измер етс сигнал, снимаемый с (п-1)-го полумоста), определ ютс следующие неисправности п-го полумоста; обрыв или заземление выводов тензорезисторов нижнего плеча, обрыв или заземление выйода средней точки полумоста, одновременное заземление или одновремен

ный обрыв крайних точек полумоста, т.е. все те виды неисправности, которые затруднительно определ ть в такте измерени п-го канала, так как возникающий во всех этих

случа х ошибочный сигнал соизмерим с ожидаемым полезным сигналом и тензодатчик может быть не классифицирован как неисправный с помощью компаратора 6. В такте измерени п-го канала определ ютс такие неисправности, которые привод т к значительному отклонению измер емого сигнала ожидаемого уровн : обрыв, короткое замыкание или непроизвольное заземление одного из тензорезисторов полумоста.

Коммутаци цепи обратной св зи по первому входу блока 2 питани необходима дл того, чтобы во врем измерени на всех полумостах устанавливалось одинаковое положительное напр жение независимо от различного падени напр жени на ключах блока 9.

Коммутаци питани тензорезисторов

позвол ет повысить чувствительность в д, раз, где Т - врем опроса всех тензорезисторов , т - врем , в течение которого опрашиваетс один тензорезистор.

Claims

Формула изобретени

0

Многоканальное тензометрическое устройство , содержащее тензорезисторный полу0 мост, блок питани , последовательно соединенные первые источник опорного напр жени и компаратор, последовательно соединенные вторые источник опорного напр жени и компартор, схему ИЛИ, согласующий блок, блок ключей и последовательно соеди5 ненные усилитель и регистратор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оно снабжено блоком из /г-тензорезистор- ных полумостов, последовательно соединенными счетчиком импульсов, сумматором и первым коммутатором, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора , первым триггером, вторым коммутатором , вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, первый выход - с выводами положительной пол рности питани

5 тензорезисторных полумостов, а второй выход - с первым входом блока питани , третьим коммутатором, выход которого соединен с последовательно соединенными вторым компаратором и схемой ИЛИ, выход которой соединен с вторым входом регистра0 тора, вторым триггером, пр мой выход которого соединен с входом младшего разр да сумматора, а инверсный выход - с входом обнулени счетчика импульсов и запрещающими входами согласующего блока и второго коммутатора, выходы согласующего

5 блока соединены с блоком ключей, выходы которых соединены с соответствующими выводами положительной пол рности питани тензорезисторных полумостов, вход согласук дего блока соединен с выходом счетчика импульсов, средние точки тензорезис- горных полумостов соединены с сигнальными входами первого и третьего коммутаторов , вход счетчика импульсов соединен также с управл ющими входами третьего коммутатора, клемма положительной пол рности блока питани соединена с вторвши входами блока ключей, клемма отрицательной пол рности блока питани соединена г объединенными выводами отрицательной пол рности питани тензорезисторных полумостов , соединенных также с вторым входом блока питани , запрещающий вход третьего коммутатора и второй вход схемы ИЛИ соединены с выходом первого триггера, вход младшего разр да сумматора соединен также с установочным входом первого триггера, вход усилител соединен с выходом третьего коммутатора, вторые входы сумматора соединены с шиной «Земл , а счетные входы счетчика импульсов и обоих триггеров соединены с шиной синхронизации .