SU1381331A1

SU1381331A1 - Устройство дл определени деформации изгиба

Info

Publication number: SU1381331A1
Application number: SU864066553A
Authority: SU
Inventors: Генрих Павлович Ермолин; Григорий Сергеевич Лоцманов; Олег Геннадьевич Климов; Валерий Михайлович Кремешный
Original assignee: Рижское высшее военное авиационное инженерное училище им.Якова Алксниса
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1988-03-15

Abstract

Изобретение относитс к электронно- оптическим средствам измерени деформации и может быть использовано дл измерени линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства дл измерени также и угловой деформации кручени , что достигаетс введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающих центральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифраторов и измерением числа периодов задающего генератора, проход щих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за врем между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с центрального фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора. Число импульсов в каждом счетчике переписываетс блоком регистрации . 3 ил. (О сл

Description

со

00

со

00

Изобретение относитс к электронно- оптическим средствам измерени деформации и может быть использовано дл измерени линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства дл измерени также и деформации кручени , что достигаетс введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающие центральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последователь10

Входы управл ющих счетчиков 14 и 15 соединены с задающим генератором 13, а выходы - соответственно с дещифратора- ми 16 и 17. Первый выход дешифратора 16 соединен с установочными / -входами RS- триггеров 27 и 28, Г-триггера 31 и информационного счетчика 32, а каждый последующий - соответственно в пор дке возрастани с одним из фотоэлементов каждого из крайних столбцов 7 и 9 матрицы. Свободные выводы всех элементов в крайнем столбце 7 соединены с информационной щиной 35 угловой деформации, в крайнем столбце 9 - с информационной шиной 36 угловой деформации . Выходы схемы И 18 и схемы ИЛИ 15

ными импульсами от дешифраторов и изме- соединены с каждой из информационных

рением числа периодов задающего генератора , проход щих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за врем между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и межщин 35 и 36. Выход схемы И 18 соединен с инверсным входом схемы И 22, а выход схемы ИЛИ 25 - с пр мым выходом той же схемы И 22. Г-триггер 31 соединен счетным входом с выходом схемы И 22, пр мым выду импульсами с фотоэлемента среднего 20 ходом с входом схемы И 19, а инверсным

столбца и с первого выхода его дешифратора .

На фиг. 1 представлено устройство, обща схема; на фиг. 2 - матрицы фотоэлементов , общий вид; на фиг. 3 - блок-схема электронной части устройства.

Устройство дл определени деформации изгиба и кручени содержит световодный канал 1, выполненный в виде трубы с зачерненными стенками, расположенные в нем JQ на противоположных торцах источник 3 света с отражателем 4 и светоприемник 5, установленный перед источником 3 света экран 6 со щелевым отверстием, и блоки обработки информации и регистрации (на фиг. 1 не показаны ).

Светоприемиик 5 выполнен в виде матрицы фотоэлементов (фиг. 2) из трех столбцов 7, 8 и 9, причем средний столбец 8 содержит нечетное число фотоэлементов, разбитых на три участка: центральный фотоэлемент 10 и две области 11 и 12 с каждой стороны от него.

Щелевое отверстие экрана 6 расположено в плоскости, перпендикул рной продольным ос м столбцов 7, 8 и 9 матрицы фотоэлементов .

Электронна часть устройства содержит (фиг. 3) задающий генератор 13, управл ющие счетчики 14 и 15 с дешифраторами 16 и 17, четыре схемы И 18-21 с пр мыми входами , три схемы И 22-24 с одним пр мым

выходом с управл ющим входом блока 34 регистрации. Установочный S-вход / 5-триг- гера 27 соединен с информационной шиной 35, а выход - с инверсным входом схемы

- И 23. Пр мой вход схемы И 23 соединен с информационной шиной 36, а ее выход - с установочным S-выходом У 5-триггера 28, выполн ющего функцию триггера знака угловой деформации. Счетный вход информационного счетчика 32 соединен с выходом схемы И 19, а выходы всех его разр дов, так же как и выход / 5-триггера 28,- с информационными входами блока 34 регистрации . Указанные элементы образуют канал измерени угловой деформации.

Первый выход дешифратора 17 соединен

35 с центральным фотоэлементом 10 среднего столбца 8 матрицы, а также с установочными Л-входами У 5-триггера 29 и информационного счетчика 33 и пр мым входом схемы И 24. Каждый последующий выход дешифратора 17 соединен соответственно с двум симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента 10 фотоэлементами среднего столбца 8 матрицы. Своими свободными выводами совокупность фотоэлементов 11, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента 10, соединены с информационной шиной 37 линейной деформации, а совокупность фотоэлементов 12, расположенных по другую сторону от того же фотоэлемента 10, - с информационной шиной 38 линейной деформации.

40

45

и одним инверсным входом, две схемы ИЛИ 50 Информационна шина 37 соединена с од25 и 26 соответственно с двум и трем входами , четыре / S-триггера 27-30 с установочными R- и S-выходами, Г-триггер 31 со счетными установочными входами, два информационных счетчика 32 и 33 со счетним из входов схемы ИЛИ 26 и с одним из входов схемы И 20. Информационна шина 38 соединена с другим входом схемы ИЛИ 26. Свободный вывод центрального фотоэлемента 10 соединен с инверсным вхоными и установочными входами, блок 34 55дом схемы И 24 и с третьим входом схемы

регистрации, а также информационные ши-ИЛИ 26. Установочные R- и S-входы RSны 35 и 36 линейной деформации и 37 и 38триггера 30 соединены соответственно с выугловой деформации.ходами схемы ИЛИ 26 и схемы И 24, пр мой

соединены с каждой из информационных

щин 35 и 36. Выход схемы И 18 соединен с инверсным входом схемы И 22, а выход схемы ИЛИ 25 - с пр мым выходом той же схемы И 22. Г-триггер 31 соединен счетным входом с выходом схемы И 22, пр мым выходом с входом схемы И 19, а инверсным

ходом с входом схемы И 19, а инверсным

И 23. Пр мой вход схемы И 23 соединен с информационной шиной 36, а ее выход - с установочным S-выходом У 5-триггера 28, выполн ющего функцию триггера знака угловой деформации. Счетный вход информационного счетчика 32 соединен с выходом схемы И 19, а выходы всех его разр дов, так же как и выход / 5-триггера 28,- с информационными входами блока 34 регистрации . Указанные элементы образуют канал измерени угловой деформации.

Первый выход дешифратора 17 соединен

с центральным фотоэлементом 10 среднего столбца 8 матрицы, а также с установочными Л-входами У 5-триггера 29 и информационного счетчика 33 и пр мым входом схемы И 24. Каждый последующий выход дешифратора 17 соединен соответственно с двум симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента 10 фотоэлементами среднего столбца 8 матрицы. Своими свободными выводами совокупность фотоэлементов 11, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента 10, соединены с информационной шиной 37 линейной деформации, а совокупность фотоэлементов 12, расположенных по другую сторону от того же фотоэлемента 10, - с информационной шиной 38 линейной деформации.

Информационна шина 37 соединена с од Информационна шина 37 соединена с одним из входов схемы ИЛИ 26 и с одним из входов схемы И 20. Информационна шина 38 соединена с другим входом схемы ИЛИ 26. Свободный вывод центрального фотоэлемента 10 соединен с инверсным входом схемы И 24 и с третьим входом схемы

выход - с одним из входов каждой из двух схем И 20 и 21, а инверсный выход - с управл ющим входом блока 34 регистрации. Установочный S-вход / 5-триггера 29, выполн ющего функции триггера знака линейной деформации , соединен с выходом схемы И 20, а выход - с одним из информационных входов блока 34 регистрации. Счетный вход информационного счетчика 33 соединен с выходом схемы И 21, а выходы всех его разр дов - с информационными входами блока 34 регистрации. Указанные элементы образуют какал измерени линейной деформации .

Устройство работает следующим образом.

Световодный канал 1 устанавливают на исследуемом объекте и закрепл ют его торцы на поверхности объекта. В исходном положении проекци щелевого отверсти экрана 6 располагаетс на матрице фотоэлементов так, что освещенными оказываютс центральный фотоэлемент 10 и одноименные фотоэлементы в крайних столбцах 7 и 9. При работе дещифраторов 16 и 17 питающее напр жение через ключи (не показаны ) поступают к соответствующим фотоэлементам . При этом на выходах освещенных фотоэлементов возникает импульсный сигнал, длительность которого определ етс задающим генератором 13.

При отсутствии угловой деформации кручени импульсы на щинах 35 и 36 по вл ютс одновременно, вследствие чего срабатывает схема И 18, запрещающа прохождение импульса на счетный вход Г-триг- гера 31, последний не изменит свое состо ние, схема И останетс закрытой и импульсы от задающего генератора 13 не пройдут в счетчик 32, который периодически при пй в- лении импульса на первом выходе дещиф- ратора 16 устанавливаетс в нулевое состо ние . Благодар наличию на инверсном выходе Г-триггера 31 размещающего потенциала в блок 34 записываетс нулевое значение угловой деформации.

Аналогично при отсутствии линейной деформации изгиба импульс на выходе центрального фотоэлемента 10, поступивщий на инверсный вход схемы И 24, запретит прохождение импульса с первого выхода

времени между импульсами однозначно св зан с величиной измер емой угловой деформации (соответственно измен етс число импульсов, записанное в счетчике 32). Знак угловой деформации при этом заполн етс до конца цикла опроса дещифратора 16 в / 5-триггере 28.

При по влении линейной деформации изгиба в зависимости от знака по вл етс импульс либо на информационной щине 37, 10 либо на информационной щине 38. При этом / 5-триггер 30 перебрасываетс сначала в одно состо ние с приходом через схему И 24 импульса с первого выхода дещифратора 17, а потом - в противоположное состо ние с приходом импульса с щин 37 или 38 через схему ИЛИ 26. Интервал времени между этими двум импульсами однозначно св зан с величиной измер емой линейной деформации. Соответственно измен етс и число импульсов, проход щих от задающего генератора 13 через схему И 21 на счетный вход информационного счетчика 33. Знак деформации запоминаетс до конца опроса дещифратора 17 в У 5-триггере 29.

15

20

25

30

35

40

Величины и знаки угловой и линейной деформации записываютс в блоке 34 регистрации в синхронные моменты времени, что повыщает точность контрол сложных деформационных процессов.

Использование предлагаемого устройства позвол ет определ ть не только деформации изгиба, но и деформации кручени с высокой точностью и быстродействием.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл определени деформации изгиба, содержащее световодный канал с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник света и светоприемник, выполненный в виде матрицы фотоэлементов из трех столбцов, крайние из которых расположены симметрично относительно среднего столбца, блок обработки информации и блок регистрации, отличающеес тем, что, с целью расщирени функциональных возможностей устройства дл измерени также и деформации кручедещифратора 17 через схему И 24 на уста- ни , оно снабжено экраном со щелевым отновочный S-вход / 5-триггера 30, последний не изменит своего состо ни , схема И 21 останетс закрытой и импульсы от задающего генератора 13i не пройдут в информационверстием , установленным в канале перед источником света и лежащим в плоскости, перпендикул рной продольным ос м столбцов матрицы, блок обработки информации

ный счетчик 33. Благодар наличию на ин- г выполнен в виде задающего генератора.

версном выходе 5-триггера 30 разрещаю- щего потенциала в блок 34 регистрации записываетс нулевое значение линейной деформации .

При по влении угловой деформации кручени импульсы с щин 35 и 36 приход т не- 55 одновременно и через схему ИЛИ 25 проход т два импульса, каждый из которых мен ет состо ние Т-триггера 31. Интервал

соединенных с генератором двух управл ющих счетчиков с дещифраторами, четырех схем И с пр мыми входами, трех схем И с одним пр мым и одним инверсным входом, двух схем ИЛИ, четырех / 5-триггеров с установочными R- и S-входами, одного Г-триггера со счетным и установочным входами и двух информационных счетчиков, блок регистрации выполнен в виде запоминаювремени между импульсами однозначно св зан с величиной измер емой угловой деформации (соответственно измен етс число импульсов, записанное в счетчике 32). Знак угловой деформации при этом заполн етс до конца цикла опроса дещифратора 16 в / 5-триггере 28.

При по влении линейной деформации изгиба в зависимости от знака по вл етс импульс либо на информационной щине 37, 0 либо на информационной щине 38. При этом / 5-триггер 30 перебрасываетс сначала в одно состо ние с приходом через схему И 24 импульса с первого выхода дещифратора 17, а потом - в противоположное состо ние с приходом импульса с щин 37 или 38 через схему ИЛИ 26. Интервал времени между этими двум импульсами однозначно св зан с величиной измер емой линейной деформации. Соответственно измен етс и число импульсов, проход щих от задающего генератора 13 через схему И 21 на счетный вход информационного счетчика 33. Знак деформации запоминаетс до конца опроса дещифратора 17 в У 5-триггере 29.

5

0

5

0

5

0

Величины и знаки угловой и линейной деформации записываютс в блоке 34 регистрации в синхронные моменты времени, что повыщает точность контрол сложных деформационных процессов.

Использование предлагаемого устройства позвол ет определ ть не только деформации изгиба, но и деформации кручени с высокой точностью и быстродействием.

Формула изобретени

Устройство дл определени деформации изгиба, содержащее световодный канал с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник света и светоприемник, выполненный в виде матрицы фотоэлементов из трех столбцов, крайние из которых расположены симметрично относительно среднего столбца, блок обработки информации и блок регистрации, отличающеес тем, что, с целью расщирени функциональных возможностей устройства дл измерени также и деформации кручени , оно снабжено экраном со щелевым отверстием , установленным в канале перед источником света и лежащим в плоскости, перпендикул рной продольным ос м столбцов матрицы, блок обработки информации

выполнен в виде задающего генератора.

соединенных с генератором двух управл ющих счетчиков с дещифраторами, четырех схем И с пр мыми входами, трех схем И с одним пр мым и одним инверсным входом, двух схем ИЛИ, четырех / 5-триггеров с установочными R- и S-входами, одного Г-триггера со счетным и установочным входами и двух информационных счетчиков, блок регистрации выполнен в виде запоминающего устройства с информационными и управл ющими входами, первый выход первого дешифратора соединен с установочными / -входами первых двух / 5-триггеров, Г- триггера и первого информационного счетчика , каждый последующий выход первого дешифратора соединен соответственно с одним из фотоэлементов каждого крайнего столбца матрицы, свободные выводы всех фотоэлементов в каждом крайнем столбце соединены соответственно с одной из двух информационных ишн угловой деформации, входы первой схемы И и входы первой схемы ИЛИ соединены соответственно с каждой информационной щиной угловой деформации , выход первой схемы И соединен с инверсным входом второй схемы И, выход первой схемы ИЛИ соединен с пр мым входом второй схемы И, выход второй схемы И соединен со счетным входом Г-триггера, пр мой выход 7-триггера соединен с первым входом третьей схемы И, выход третьей схемы И соединен со счетным входом первого информационного счетчика, установочный S-вход первого / 5-триггера соединен с первой информационной щиной угловой деформации , выход первого S-триггера соединен с инверсным входом четвертой схемы И, пр мой вход четвертой схемы И соединен с второй информационной щиной угловой деформации, выход четвертой схемы И соединен с установочным S-входом второго / 5-триггера, первый выход второго дещиф- ратора соединен с центральным фотоэлементом среднего столбца, с установочными - входами третьего / 5-триггера и второго информационного счетчика и с пр мым вхо0

5

дом п той схемы И, каждый последующий выход второго дешифратора соединен соответственно с двум симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента фотоэлементами среднего столбца, кажда совокупность фотоэлементов среднего столбца, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента, свободными выводами соединена с одной из информационных щин линейной деформации, свободный вывод центрального фотоэлемента соединен с инверсным входом п той схемы И и с первым входом второй схемы ИЛИ, перва информационна щина линейной деформации соединена с вторым входом второй схемы ИЛИ, втора информационна шина линейной деформации соединена с третьим входом второй схемы ИЛИ и первым входом щестой схемы И, выходы п той схемы И и второй схемы ИЛИ соединены соответственно с установочными S- и 7 -входами четвертого RS-триггера, пр мой выход четвертого / 5-триггера соединен с вторым входом шестой схемы И и первым входом седьмой схемы И, вторые входы третьей и седьмой схем И соединены с задающим генератором , выход шестой схемы И соединен с

5 установочным S-входом третьего / 5-тригге- ра, выход седьмой схемы И соединен со счетным входом второго информационного счетчика , инверсные выходы Г-триггера и четвертого / 5-триггера соединены с управл ющими входами блока регистрации, а пр мые

0 выходы второго и третьего / 5-триггеров и выходы всех разр дов обоих информационных счетчиков соединены с информационными входами блока регистрации.

0

Y

10

1г

X

Составитель Н. Тимошенко

Редактор М. Недолуженко Техред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Заказ 837/36Тираж 680Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

в.

А-А

В

5Г

фиг. 2

фиг. 5