SU1624495A1 - Устройство дл счета числа нагружений металлоконструкций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в качестве устройства счета и регистрации при контроле количества и диапазона нагружени  металлоконструкций подъемно-транспортных средств. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Устройство содержит пьезодатчик 1, емкостный коммутатор 2 чувствительности , компараторы 7, 8, блок 11 элементов И, блок 14 счетчиков, счетчик 9, дешифратор 10, элементы задержки 12, 19, формирователь импульсов 20 и одновибратор 13. За счет коммутатора 2 осуществл етс  переключение чувствительности устройства к сигналу пьезодатчика 1. В блоке 14 счетчиков регистрируетс  число нагружений в каждом из диапазонов чувствительности. 1 ил. сл С

Description

о

N5

fc

О СЛ

Изобретение относитс  к вычислительной и информационной технике и может быть использовано в качестве устройства счета и регистрации при контроле количества и диапазона нагружени  металлоконструкций подъемно-транспортных средств.

Цель изобретени  - повышение точности устройства путем придани  ему способности измен ть чувствительность входного усилительного элемента при высокой точности преобразовани  входного воздействи  в выходной сигнал и осуществл ть регистрацию диапазона изменени  входного сигнала .

На чертеже приведена структурна  схема устройства с двум  пределами чувствительности .

Устройство содержит пьезодатчик 1, емкостный коммутатор 2 чувствительности, выполненный из операционного усилител  3, инвертора 4, ключа 5 и  чеек 6i - 6п коммутации по числу диапазонов чувствительности п.

Кроме того, устройство содержит первый и второй компараторы 7, 8, счетчик 9. дешифратор 10, блок 11 элементов И. первый элемент 12 задержки, одновибратор 13, блок 14 счетчиков. Кажда  из п  чеек 6 содержит конденсатор 15, первый и второй резисторы 16, 17 и ключ 18. Устройство содержит также второй элемент 19 задержки и формирователь 20 импульсов. Конденсаторы 15 обеспечивают выбор соответствующего диапазона чувствительности, что определ етс  в зависимости от величины напр жени  +U усилител  3, причем они должны удовлетвор ть условию: Ci Ci+1, где i - номер диапазона чувствительности. Это условие означает, что величина зар да , накопленна  на конденсаторе 15 предыдущего диапазона чувствительности, делитс  пропорционально емкости конденсаторов двух соседних диапазонов чувствительности .

Напр жение переключени  компаратора 8 определ етс  из услови  отстройки устройства счета от помех в сигнале +U из-за воздействи  на пьезодатчик1 и усилитель 3 механических и электрических факторов, а напр жение переключени  компаратора диапазона чувствительности определ етс  напр жением +U, при котором происходит изменение диапазона чувствительности устройства счета.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии счетчик 9 установлен в нулевое состо ние и на первом выходе дешифратора 10 установлена единица , в результате чего включаетс  ключ

18i. что приводит к тому, что усилитель 3 охватываетс  емкостной св зью на конденсаторе 15. Выходное напр жение инвертора 4 при условии его идеальности равно

выходному напр жению усилител  3 с противоположным знаком. Реально это напр жение по модулю отличаетс  от напр жени  усилител  3 на величину, определ емую смещением нул  инвертора 4, входными то0 ками, конечным коэффициентом усилени  усилител  3. Погрешность инвертора 4 может не превышать 0,05%. При равенстве сопротивлений резисторов 16, 17 потенциал точки соединени  конденсатора 15. сое5 диненных выводов резисторов 16, 17 и ключа 18 находитс  на нулевом уровне (так как усилитель 3 имеет нулевое напр жение между его входами).

Таким образом, входной ток усилител 

0 3, протекающий от источника зар да в цепи обратной св зи, не протекает через конденсатор 152, т.е. он фактически выведен из цепи обратной св зи и не вли ет на работу усилител  3 с конденсатором 15-| на первом

5 диапазоне чувствительности.

При поступлении входного сигнала с пьезодатчика 1 входной зар д преобразуетс  в ток, который зар жает конденсатор 15i. При срабатывании компаратора 7 от сигна0 ла на выходе усилител  3 счетчик 9 переходит в следующее состо ние, которое через врем , задаваемое элементом 19 задержки от заднего фронта сигнала, выдел емого формирователем 20 импульсов, дешифриру5 етс  дешифратором 10. Выключаетс  ключ 18i, а включаетс  ключ 182. Так как потенциал точки соединени  обкладки конденсатора 15, соединенных выводов резисторов 16 и 17 и ключа 18i после переключени  стано0 витс  близким к нулю, то зар д, накопленный до этого на конденсатор 15i, стекает на конденсатор 152, который в этом случае включен в отрицательной обратной св зи усилител  3.

5Аналогично устройство функционирует

при переходе с второго диапазона и далее. После того, как воздействие нагруженном на пьезодатчик исчезает, выключаетс  компаратор 8, задний фронт сигнала которого,

0 выделенный одновибратором 13, поступает на первые входы элементов И блока 11 и разрешает прохождение сигнала с соответствующего выхода дешифратора 10 на вход блока 14 счетчиков, который регистрирует

5 количество и диапазон нагружени  пьезодатчика 1 через врем , задаваемое элементом 12 задержки, счетчик 9 сбрасываетс  в . нулевое состо ние и устанавливает все устройство на поддиапазон первоначальной чувствительности дл  входного сигнала пьезодатчика 1, Ключ 5 сигналом с выхода од- новибратора 13 замыкаетс , снима  на выходе пьезодатчикэ 1 остаточный зар д, накопленный под действием информационного сигнала пьезодатчика 1.

Таким образом, устройство автоматически измен ет чувствительность входного усилительного элемента за счет подключени  разных масштабирующих конденсаторов 15i - 15П при высокой точности преобразовани  входного воздействи  в выходной сигнал и осуществл ет регистрацию количества (счет количества) и диапазона изменени  входного сигнала (диапазона нагружени  пьезодатчика) блоком 14 счет- чиков.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  счета числа нагруже- ний металлоконструкций, содержащее пье- зодатчик, первый компаратор, элемент задержки, формирователь импульсов и счетчик, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него введены второй компаратор, блок счет- чиков, второй элемент задержки, одновиб- ратор, блок элементов И, дешифратор и емкостной коммутатор чувствительности, выход пьезодатчика соединен с информационным входом емкости коммутатора чувст- вительности, выход которого подключен к входам первого и второго компараторов, выход первого из которых соединен со счетным входом счетчика и входом формировател  импульсов, выход которого через второй элемент задержки подключен к синхронизирующему входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми управл ющими входами емкостного коммутатора чувствительности и с первыми входа-

   ми блока элементов И, выходы которого подключены к входам блока счетчиков, выход второго компаратора соединен через одновибраторс вторыми входами блока элементов И. вторыми входами блока элементов И, вторым управл ющим входом емкостного коммутатора чувствительности и входом первого элемента задержки, выход которого подключен к входу сброса счетчика , выходы которого соединены с информационными входами дешифратора.
2. 2. Устройство поп. 1, отличающеес  тем, что емкостной коммутатор чувствительности содержит операционный усилитель , инвертор, ключ и по числу диапазонов чувствительности  чейки коммутации , кажда  из которых содержит первый и второй резисторы, конденсатор и ключ, в каждой  чейке коммутации первые выводы первого, второго резисторов и конденсатора объединены, ключ соединен параллельно первому резистору, вторые выводы конденсаторов всех  чеек коммутации и инвертирующий вход операционного усилител  объединены и через ключ соединены с общей шиной, котора  подключена к неинвертирующему входу операционного усилител , выход которого соединен с вторыми выводами первых резисторов  чеек коммутации и через инвертор подключен к вторым выходам вторых резисторов  чеек коммутации, инвертирующий вход и выход операционного усилител   вл ютс  соответственно информационным входом и выходом емкостного коммутатора чувствительности, управл ющие входы ключей  чеек коммутации и ключа  вл ютс  со- ответственно первыми и вторым управл ющими входами емкостного коммутатора чувствительности.