SU1352254A1

SU1352254A1 - Устройство дл измерени амплитуды импульсных усилий

Info

Publication number: SU1352254A1
Application number: SU864016267A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Охотников; Василий Иванович Карелин; Александр Андреевич Бабушкин; Евгений Владимирович Минин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5481
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-11-15

Abstract

Изобретение используетс при измерении усилий на кривошипных прессах дл объемной гор чей и холодной штамповки. Цель изобретени - повышение точности измерений в услови х вли ни дестабилизирующих факторов и помех и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит источник 1 посто нного тока, преобразователь 2 деформации, блок 3 усилени , пиковый детектор 5, запоминающий блок 6 и регистратор 7. Кроме того, устройство включает компаратор 8, самопишуш.ий прибор 1 1, реле 13 времени. Блок 3 усилени включает ключи 17 и 18, операционный усилитель 21 и дискриминатор 22. Блок 4 защиты помех включает операционный усилитель 29, одновибратор 30 и линию 32 задержки. Наличие блока 4 защиты от помех исключает по вление на его выходе ложных сигналов и при отсутствии сигнала деформации. Таким образом его выход оказываетс свободным от помех. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. i 1сл

Description

11352254

зобретение относитс к измеритель- через резистор

входом операци инвертирующий с его же выход Выход операцио соединен с вход помех, образов резистора 26, сатор 27 соеди резистора 28 и операционного тирующий вход общему проводу выводу резисто ратора 30, вых ключом 31, зам вод выход лини зованный резис ром 34, вход к дом блока 4 за служит выходом

ной технике и может быть использовано при измерении усилий на кривошипных прессах дл объемной гор чей и холодной штамповок, а также при измерении механических усилий и нагрузок , действующих на различные конструкции -И устройства.

Цель изобретени - повышение точности измерений в услови х вли ни дестабилизирующих факторов и помех, расширение функциональных возможностей .

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство содержит последовательно соединенные источник Т посто нного тока, преобразователь 2 деформаций, выполненный по схеме тензометричесйо- го моста, блок 3 усилени , блок 4 защиты от помех, пиковый детектор 5, запоминающий блок 6 и регистратор 7. К выходу блока 4 защиты от помех подключена цепь последовательно соеди- венных компаратора 8, одновибратора 9 и инвертора 10. К выходу запоминающего , блока 6 подключены .также самопишущий прибор 11 и переменньй резистор 12,движок которого соединен с вторым входом компаратора 8. Выход одновибратора 9 подключен к управл ющему входу пикового детектора 5 и входу реле 13 времени. Выход инвертора 10 подключен к управл ющему входу запоминающего блока 6 и входу коррек- тировки нул блока 3 усилени , выход реле 13 времени подключен к входу сброса в нуль запоминающего блока 6.

Блок 3 усилени построен на резис- торах 14 и 15, подключенных между входом блока 3 и входами операционного усилител 16, выход которого через ключи 17 и 18 подключен к первым выводам резисторов 19 и 20, вторые выводы которых соединены с инвертирующим входом операционного усилител 21. Ключ 17 управл етс выходом дискриминатора 22, первый вход которого подключен к выходу операционного усилител 16, второй вход - к клемме дл подключени источника опорного напр жени . Ключ 18 управл етс выходом инвертора 10, между выходом

и инвертирующим входом операционного раетс несколько большей длительносусилител 2t, неинвертирующий вход которого соединен с общим проводом, включен конденсатор 23, далее выход операционного усипител 21 соединен

ти максимально возможного сигнала деформации. Через инвертор 10 задним фронтом импульса одновибратора 9 происходит запись информации с пикового

254

через резистор

0

5

0 5 ЗО ч,

р

2

24 с неинвертирующйм входом операционного усилител 16, инвертирующий вход которого соединен с его же выходом через резистор 25. Выход операционного усилител 16 соединен с входом блока 4 зашиты от помех, образованным первым выводом резистора 26, который через конденсатор 27 соединен с первым выводом резистора 28 и инвертирующим входом операционного усилител 29, неинвертирующий вход которого подключен к общему проводу, а выход - к второму выводу резистора 28 и входу одновибратора 30, выход которого управл ет ключом 31, замыкающим на общий провод выход линии 32 задержки, образованный резистором 33 и конденсатором 34, вход которого соединен с входом блока 4 защиты от помех, а выход служит выходом этого блока.

Устройство дл измерени амплитуды импульсных усилий работает следующим образом.

Корпус преобразовател жестко закреплен на станине пресса или другом нагружаемом элементе технологического оборудовани . Возникающа при технологической операции упруга деформаци нагружаемого элемента приводит к разбалансу тензометрического моста преобразовател 2 деформаций, питаемого от источника 1 посто нного тока. Напр жение разбаланса усиливаетс блоком 3 усилени и через блок 4- защиты от помех, в котором осуществл етс отделение помехи, от полезного сигнала, поступает на пиковый детектор 5 и первый вход компаратора 8.

Нарастающий сигнал деформации амплитудой в несколько милливольт приводит к сра батыванию компаратора 8, так как в начальный момент напр жение 5 на выходе запоминающего блока 6, а значит и на втором входе компаратора 8 равно нулю. Одновибратор 9 запус- каетс и передним фронтом его выходного импульса происходит сброс в нуль пикового детектора 5, одновременно запускаетс реле 13 времени. Пиковый детектор 5 запоминает экстремальное значение сигнала деформации. Длительность импульса однойибратора 9 выби50

31352254

детектора 5 в запоминающий блок 6. Этот же сигнал воздействует на первый управл ющий вход блока 3 усилени . Выходной сигнал запоминающего блока 6 поступает на регистратор 7, выполненньш, например в виде цифрового вольтметра, самопишущий прибор 11 и переменный резистор 12, которым выбираетс порог срабатывани компа- ю ратора 8. Регулировка резистора 12 при необходимости позвол ет исключить запись сигнала деформации в малонагруженных переходах (например, при

лю с точностью до порога чувствительности интегратора.

При возникновении импульса деформации интегратор, обладающий большой посто нной времени, не оказывает на его фронт существенного воздействи , При этом срабатывает дискриминатор 22, на второй вход которого подано опорное напр жение, устанавливаемое на уровне около 5% от максимально возможного сигнала. Выходным сигналом дискриминатора 22 размыкаетс электронный ключ 17, при этом .интегратор

осадке заготовки), не представл ющих 15 на операционном усилителе 21 переходит в режим хранени и усилитель деформации становитс усилителем посто нного тока с коэффициентом усилени , определ емым соотношением резисторов 15 и 25. Благодар дифференциальному включению операционного усилител 16 происходит существенное подавление синфазных помех.

По окончании импульса деформации 25 ди скриминатор 22 возвращаетс в исходное состо ние, ключ 17 замыкаетс . Задним фронтом импульса одновибрато- ра 9 через инвертор 10 кратковременно замыкаетс ключ 18. Резистор 20 30 выбран много меньше номинала резистора 19, поэтому при замыкании ключа 18 посто нна времени интегратора на операционном усилителе 21 резко уменьшаетс и усилитель деформаций быстинтереса с точки зрени технологического усили . Врем выдержки репе 13 времени устанавливаетс несколько больше максимально возможного перерыва между технологическими операци - 20 ми нагружени . Поэтому при перерывах, больше запланированных, реле времени срабатывает и сбрасывает в нуль показани запоминающего блока 6. При этом самопишущий прибор 11 начинает фиксировать врем просто оборудовани .

Блок 3 усилени и блок 4 защиты от помех работают следующим образом.

Вход усилител , образованный резисторами 14 и 15, подключен к выходной диагонали моста преобразовател 2 деформаций. При отсутствии сигнала деформации весь блок 3 усилени охвачен отрицательной обратной св зью 35Р° корректирует нулевое состо ние по цепи: выход операционного усилите-на выходе. После этого усилитель го- л 16, замкнутый электронный ключ 17,тов к обработке очередного импульса

интегратор, образованный резистором 19, вторым операционным усилителем

деформации.

. Блок защиты от помех обеспечивает

21 и конденсатором 23, и резистор 20, 40 активную фильтрацию импульсных помех

подключенный к неинвертирующему зхо- ду операционного усилител 16. Посто нна времени интегратора, определ ема параметрами резистора 19 и

и содержит дифференциатор на операционном усилителе 29, резисторах 26 и 28 и конденсаторе 27, одновибрат р. 30 с малым временем восстановлени ,

конденсатора 23, выбрана существенно 45 электронный ключ 31 и линию 32 за- большей длительности фронта импульса держки состо щую из резистора 33 и усили . В этом режиме на выходе one- конденсатора 34.

рационного усилител 16 поддерживает- При отсутствии помехи сигнал де- с нулевой потенциал. Действительно, формации беспреп тственно проходит медленные изменени входного напр же- 50 выход блока защиты от помех через ни операционного усилител 16, св - линию 32 задержки. Импульсна помеха, занные с температурным дрейфом преоб- длительность переднего фронта кото- разовател деформации, старением эле- рой существенно короче фронта полез- ментов, остаточной деформацией конст- ного сигнала, выдел етс дифференци- рукции и т.д., интегрируютс интегра- gg атором, который запускает одновибра- тором на операционном .усилителе 21 тор 30. Выходным импульсом одновибра- и подаютс на вход операционного уси- тора 30 включаетс ключ 31, блокиру лител 16 таким образом, что на его выход 6jjoKa защиты от помех. Врем выходе потенциал всегда близок к ну- . задержки линии 32 должно быть равно

на операционном усилителе 21 переходит в режим хранени и усилитель деформации становитс усилителем посто нного тока с коэффициентом усилени , определ емым соотношением резисторов 15 и 25. Благодар дифференциальному включению операционного усилител 16 происходит существенное подавление синфазных помех.

деформации.

. Блок защиты от помех обеспечивает

времени распространени сигнала через дифференциатор, одновибратор 30 и ключ 31. Длительность импульса одновибратора 30 выбираетс исход из максимально возможной длительности импульса помехи и обычно составл ет 3-5 миллисекунд. На выходе блока защиты от помех сигнал деформации наблюдаетс с вырезанными участками, на которых присутствовала импульсна помеха.Эти участки по длительности значительно меньше длительности сигнала деформации и практически не вли ют на точность воспроизведени мак- симального значени величины сигнала деформации. Блок защиты от помех исключает по вление на его выходе ложных сигналов и при отсутствии сиг нала деформации. Таким образом, вы- ход блока защиты от помех оказываетс свободным от помех.

Claims

1. Устройство дл измерени амгши- туды импульсных усилий, содержащее последовательно соединенные источник посто нного тока, преобразователь деформаций, блок усилени , пиковый детектор, запоминающий блок и регист- ратор, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности измерений за счет снижени вли ни импульсных помех и дестабилизирующих факторов, в него введены блок защиты от помех, дискриминатор, первый одновибратор и инвертор, причем вход блока защиты от помех подключен к выходу блока усилени и второму вхо- ду дискриминатора, первый вход кото- рого соединен с клеммой дл подключени опорного напр жени , выход которого подключен к первому управл ющему входу блока усилени , выход блока защиты от помех подключен к входу пикового детектора и первому входу компаратора, выход которого подключен ,к входу первого одновибратора, выход которого подключен к управл ющему входу пикового детектора и входу инвертора , выход которого соединен с управл ющим входом запоминающего блока и вторым управл ющим входом блока усилени .

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с тем, что, с целью повьшени точности, измерени за счет сниже

g 5 0

5

О gg 0 45 Q

55

ни вли ни дестабилизирующих факторов , вход блока усилени образован первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы которых соединены с неинвертирующим и инвертирующим входами первого операционного усилител , выход которого через третий резистор соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , а его выход соединен с выходом блока усилени , а также с первыми выв одами двух параллельно соединенных цеПочек, кажда из которых образована последовательно соединенными первым и вторым ключами, управл ющие входы которых служат соответственно первым и вторым управл ющими входами блока усилени , и четвертым и п тым резисторами, причем вторые выводы цепочек, образованные выводами четвертого и п того резисторов , соединены с инвертирующими входами второго операционного усилител , которьй через конденсатор подключен к своему выходу, его неинвертирующий вход соединен с общим проводом , а выход через шестой резистор - с неинвертирующим входом первого операционного усилител .

3.Устройство по п.1, о т л и - чающеес тем, что, с целью повышени точности измерений за счет уменьшени вли ни помех, блок защиты от помех построен на дифференциа- торе и линии задержки, входы которых соединены с входом блока защиты от помех, выход дифференциатора подключен к входу второго одновибратора, управл ющего ключом, замыкающим выход линии задержки на общий провод, причем точка соединени выхода линии задержки с входом ключа служит выходом блока защиты от помех.

4.Устройство ПОП.1, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей,

к выходу запоминающего блока подключены самопишущий прибор, регистратор и первый вывод переменного резистора, второй вывод которого соединен с общим проводом, а движок переменного резистора подключен к второму входу компаратора,, а к выходу первого одно- вибратора подключен вход реле времени , выход которого соединен с входом сброса запоминающего блока.