SU1326877A1 - Тензометрическое устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций. Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет получени  амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ;измерительного тракта, не зависимой ОТ коэффициента усилени  измеритель- ного усилител . Указанна  цель достигаетс  тем, что генератор 13 качающейс  частоты позвол ет получать непрерывное во времени изменение частоты входного сигнала, двухплатный переключатель 16 нормирует АЧХ, т,в, делает ее не зависимой от коэффициец- та усилени  измерительного усилител  3, усилитель-формирователь 15 рабочей точки onl poHa 6 позвол ет выбирать рабочую точку оптрона 6 на середине линейного участка его выходной характеристики, нагрузочный резистор 7 предохран ет приемную часть диод- ноГо оптрона 6 от шунтировани  резисторами тензомоста I, разделительный ;конденсатор 8 передает переменную С (Л

Description

составл ющую выходного тока диодного оптрона 6 и исключает вли ние посто нного напр жени  тензомоста 1 на приемную часть диодного оптрона 6. Изменение напр жени  на уп равл ющем

входе генератора 13 качающейс  часто- 1 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций.

Цель изобретени  - повьпиение точности за счет получени  непрерывной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) измерительного тракта, не зависимой от коэффициента усилени  измерительного усилител ,

На чертеже представлена блок-схема тензометрического устройства.

Устройство содержит тензомост 1, источник 2 питани , включенный в диагональ питани  тензомоста 1, по- следовательно соединенные измерительный усилитель 3, детектор 4 и регистратор 5, вход измерительного усили- , тел  3 соединен с измерительной диагональю тензомоста ; последовательно соединенные оптрон 6, нагрузочный резистор 7, разделительный конденсатор 8, ключ первым 10 и вторым 11-контактами, генератор 2 пилообразного напр жени , генератор 13 качающейс  частоты, делитель 14 напр жени  и усилитель-формирователь 15 рабочей точки оптрона 6, выход усилител -формировател  15 соединен с входом оптрона 6; двухплатный переключатель 16, .перва  плата 17 которого включена во входную ц«гпь измерительного усилител  3, а втора  плата 18 - в цепь обратной.св зи делител  14 напр жени , выход генератора 12 пилообразного напр жени  соединен с втоым входом регистратора 5,

Оптрон 6 состоит из передающего 19 и приемного 20 диодов.

Измерительный усилитель 3 содерит первый и второй преобразователи апр жение - ток, выполненные в виде оследовательно соединенных операионных усилителей 21 и 22, полевых ранзисторов 23 и 24 к токоограничи- ельных резисторов 25 и 26, входной

ты приводит к непрерывному и монотонному изменению частоты его выходного сигнала в шир)оких пределах, что исключает ошибки в сн тии АЧХ, обусловленные дискримина1щей частоты .

0

5

0

5

0

5

0

5

переменный резистор 27, включенный через первую плату 17 двухплатного переключател  16 между инвертирующими входами операционных усилителей 21 и 22, преобразователь ток - напр жение , выполненный в виде операционного усилител  28 с резисторами 29 и 30 отрицательной обратной св зи, первый и второй источники 31 и 32 тока, одни из выходов которых подключены к инвертирующим входам операционных усилителей 21 и 22, фильтр 33, вход которого соединен с выходом операционного усилител  28.

Делитель напр жени  14 содержит операционный усилитель 34, переменный резистор 35 отрицательной обратной св зи, входной резистор 36, который соединен с одним из входов переменного резистора 35 отрицательной обратной св зи и подключен к инвертирующему входу операционного усилител  34, выход которого через вторую плату 18 двухплатного переключател  16 подключен к другому входу перемен- . ного резистора 35 отрицательной обратной св зи.

Усилитель-формирователь 15 рабочей точки оптрона 6 выполнен на операционном усилителе с внешней целью смещени , что позвол ет выбирать рабочую точку оптрона 6 на середине линейного участка его выходной характеристи- ки.

Приемна  часть (диод 20) диодного оптрона, включенна  в измерительную диагональ тензомоста 1, работает как гальванически разв занный управл емый источник тока. Управление амплитудой тока осуществл етс  световым потоком , идущим от передающим части (диод 19) диодного оптрона 6. Такое включение приемной части (диод 20) диодного оптрона 6 позвол ет непосредственно подавать измерительный сигналы на вход измерительного усилител  3, что исключает необходимость шунтировани  одного из плеч тензомоста 1. Нагрузочный резистор 7 предохран ет приемную часть (диод 20) диодного оп- трона 6 от шунтиро.вани  резисторами тензрмоста 1, Разделительный конденсатор 8 предназначен дл  передачи переменной составл ющей выходного тока диодного оптрона 6 и дл  исключени  вли ни  посто нного напр жени  тензомоста 1 на приемную часть диодного оптро.на 6, Усилитель-формирователь 15 рабочей точки диодного оптрона 6 формирует посто нную составл ющую тока , текущего через передающую часть оптрона 6, за счет чего выбираетс  рабоча  точка оптрона 6 и переменную составл ющую синусоидального вида с измен ющейс  частотой. Делитель 14 напр жени  предназначен дл  изменени  уровн  сигнала генератора 13 качающейс  частоты в соответствии с изменени ми положени  двухплатного переключател  16, .

Генератор 12 пилообразного напр жени  предназначен дл  выработки сигнала, измен ющегос  во времени по линейному закону, определ ющему изменение абсциссы АЧХ.

Генератор 13 качшощейс  частоты предназначен дл  выработки на его выходе синусоидального напр жени  посто нной амплитуды и частоты, непрерывно и монотонно измен ющейс  в COOT ветствии с уровнем сигнала на его управл ющем входе.

Детектор 4 служит дл  выработки на выходе посто нного напр жени , величина которого пр мо пропорциональ- на эффективному значению переменного напр жени , поступающему на его вход Двухплатный переключатель 16 предназначен дл  одновременного изменени  коэффициента усилени  измерительного усилител  3 и коэффициента делени  делител  14 напр жени , а также позвол ет нормировать АЧХ, т.е. делать ее независимый от коэффициента усиле ни  измерительного усилител  3,

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

Перед сн тием АЧХ на выходе измерительного усилител  3 посредством балансировки тензомоста 1 устанавли- ваетс  нулевое выходное напр жение,

В режиме сн ти  АЧХ контакт О ключа 9 подключает приемную часть оптрона 6 через нагрузочный резистор

7, )аэделительный конденсатор 8 и второй контакт 11 ключа 9 к входам измерительного усилител  3 и одновременно запускает генератор 12 пилообразного напр жени , на выходе которого по вл етс  сигнал, измен ющийс  во времени по линейному закону, начина  от нулевого уровн . Изменение напр жени  на управл ющем входе генератора 13 качающейс  частоты приводит к непрерывному и монотонному изменению частоты его выходного сигнала в широких пределах. Выходное напр жение генератора 13 качающейс  частоты через делитель 14 напр жени , усилитель-формирователь 15, диодный оп- трон 6 поступает с сильно ослабленной амплитудой на вход измерительного усилител  3,

При этом передаваемый сигнал не искажаетс , так как не происходит шунтирование одного из плеч тензомоста I.

На выходе измерительного усилител  3 возникает отклик на входной синусоидальный сигнал, измен ющийс  по частоте. Выходной сигнал измерительного усилител  3 после выпр млени  и сглаживани  детектором 4 поступает на первый вход регистратора 5, обеспечивающего формирование ординаты АЧХ, в то врем  как абсцисса АЧХ формируетс  под воздействием сигнала генератора 12 пилообразного напр жени , поступающего на второй вход регистратора 5, При экспотенциальной зависимости частоты выходного сигнала от напр жени  на управл ющем входе генератора 13 качающейс  частоты регистратор 5 построит АЧХ тензомет- рического устройства в логарифмическом по абсциссе и в линейном по ординате масштабах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тензометрическое устройство, содержащее тензомост, источник питани , включенный в диагональ питани  тензомоста , измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ тензомоста, оптрон, нагрузочный резистор , генератор пилообразного напр жени , делитель напр жени , ключ и регистратор, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено двухплатньгм переключателем, перва  плата которо го включена во входную цепь измерительного усилител , а втора  плата - в цепь -обратной св зи делител  напр жени , генератором качающейс  частоты , вход которого соединен с выхо- ;дом генератора пилообразного напр жени , а выход - с входом делител  напр жени , усилителем, вход которого соединен с выходом делител  напр жени , выход - с входом оптрона, раз делительным конденсатором, перва  обкладка которого соединена с первым выводом нагрузочного резистора, детектором , вход которого соединен с

   Ю

   выходом измерительного усилител , а выход - с .первым входом регистратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , второй вывод нагрузочного резистора соединен с первым выходом оптрона , первый контакт ключа включен между второй обкладкой разделительного конденсатора, первой вершиной измерительной диагонали тензомоста и входом генератора пилообразного напр жени , а второй контакт включен между вто-. рым выходом оптрона и второй вершиной измерительной диагонали тензомоста.