SU1642230A1 - Многоканальный счетный тензометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  проведени  тензометрических испытаний сельскохоз йственных и других машин. Целью изобретени  в л етс  обеспечение возможности работы в реальном масштабе времени. В основе работы многоканального счетного тензометра лежит метод полных циклов. Блок 4 ... N выделени  экстремумов выбирает только полезную информацию - значени  экстремумов тензосигнала, которые подвергаютс  дальнейшей обработке блоком 5 ...N выделени  полных циклов Если дл  четырех последовательных экстремумов тензосигнала выполн етс  условие - разность значений второго и третьего экстремумов по модулю не превышает модул  разности значений первого и четвертого экстремумов, то условие полного цикла выполн етс . В этом случае характеристикой процесса деформации  вл етс  размах полного цикла - модель разности значений второго и третьего экстремума. В противном случае условие полного цикла не выполн етс  и характеристикой процесса  вл етс  модуль разности значений первых двух экстремумов . Если условие полного цикла выполн етс , то отбрасываютс  значени  второго и третьего экстремумов, а остальные два остаютс  (как уже последовательные экстремумы) дл  дальнейшего анализа. Если условие полного цикла не выполн етс , то отбрасываетс  значение первого экстремума , а остальные три остаютс  дл  дальнейшего анализа. 3 ил. СЛ С о ю го со о

Description

фиг 1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  проведени  тензометрических испытаний сельскохоз йственных и других машин.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности работы в реальном масштабе времени.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого многоканального счетного тензо- метра; на фиг. 2 - структурна  схема блока выделени  экстремумов; на фиг. 3 - структурна  схема блока выделени  размахов полных циклов.

Многоканальный счетный тензометр содержит в каждом канале последовательно соединенные тензодатчик 1 ...N, усилитель 2...N, аналого-цифровой преобразователь 3...N (АЦП), блок 4 ... N выделени  экстремума (БВЭ) и блок 5...N выделени  полных циклов (БВПЦ), программируемый интерфейс 6, первый выход блоков 5...N выделени  полных циклов соединен с соответствующими портами 7...N каналов программируемого интерфейса 6, выход- ные порты 8...N сигналов запуска аналого- цифровых преобразователей соединены с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей 3...N, выходные порты 9...N сигналов предустановки интерфейса 6 сое- динены с вторыми входами блоков 5...N выделени  полных циклов, вторые выходы блоков 5...N выделени  полных циклов соединены с входными портами 10 сигналов готовности (ПСГ) интерфейса б и входными портами 11 сигналов полных циклов (ПСЦП) инерфейса 6, а также общую дл  каналов электронно-вычислительную машину 12 (ЭВМ).

Блок 4 выделени  экстремумов содер- жит сдвиговый регистр 13, информаци  d на входе и выходе которого представлена параллельным двоичным кодом фиксированной разр дности (например, один байт), последовательно соединенные первый циф- ровой компаратор 14 и элемент 15 равнозначности , последовательно соединенные втооой цифровой компаратор 16 и элемент ИЛИ 17, последовательно соединенные элемент И 18 и шинный формирователь 19, выход сдвигового регистра 13 соединен с входами цифровых компараторов 14 и 16 и с вторым входом шинного формировател  19, выход элемента 15 равнозначности соединен с вторым входом элемента И 18, тре- тий вход которого соединен со стробовым входом сдвигового регистра 13, а выход сдвигового регистра 13 соединен с входами цифровых компараторов 14 и 16. Информацией дл  шинного формировател  19  вл етс  среднее значение da сдвигового регистра 13, а стробовым импульсом - выходной сигнал элемента И 18, который также  вл етс  стробовым импульсом дл  блока 5 выделени  полных циклов данного канала.

Блок выделени  размахов полных циклов содержит сдвиговый регистр 20 с первой предустановкой, информаци  (X) на входе и выходах предустановки которого также представлена параллельным двоичным кодом фиксированной разр дности (например, один байт), и параллельно соединенные цифровые компараторы 21 - 24 и блоки 25 - 28 вычитани , элементы И 29 и 30 логического умножени  с двум  инверсными входами, которые соединены с цифровыми компараторами 22 -24, элемент ИЛ И 31, соединенный с входами элементов И 29 и 30, шинный формирователь 32, соединенный с блоками 27 и 28 вычитани , шинный формирователь 33, соединенный с блоками 25 и 26 вычитани  и управл емый сигналом с выхода элемента И 29, шинный формирователь 34, соединенный с шинными формировател ми 32 и 33 и управл емый сигналом с выхода элемента ИЛИ 31, счетчик-делитель 35 на 4 с двум  предустановками: перва  предустановка устанавливает число 2 в счетчик, втора  предустановка устанавливает число 3 в счетчик.

Тензометр работает следующим образом ,

Тензодатчик 1 преобразует механическое напр жение в электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем 2 и преобразуетс  аналого-цифровым преобразователем 3 в цифровой параллельный код, который поступает в блок 4 выделени  экстремумов данного канала.

Аналого-цифровые преобразователи 3...N периодически запускаютс  с порта 8 сигналов запуска. Причем частоты их запуска могут при необходимости как совпадать , так и быть различными. В случае равенства частот запуска всех АЦП 3...N порт 8 сигналов запуска может быть обычным генератором пр моугольных импульсов требуемой частоты. Цифровые коды сигналов синхронно со стробирующими их сигналами - конец преобразовани  АЦП 3...N поступают в блок 4...N выделени  экстремумов, где анализируютс  на наличие экстремума. Экстремум существует тогда, когда da di и da da или da dt и da da. Дл  этого случа  на входе элемента 15 равнозначности схемы выделени  экстремумов имеютс  сигналы одного уровн  (или одновременно логический 0 или логическа  1), а на входе логического элемента ИЛИ 17 сигналы логического 0, т.е. на выходах элементов 15 и 17, а значит, и на двух входах элемента И 18 имеютс  сигналы логической 1. Поэтому во врем  действи  входного строба схемы - конец преобразовани  АЦП 3...N при наличии экструмума получаем сигнал строба на выходе элемента И 18, который  вл етс  одновременно сигналом дл  передачи значени  экстремума через шинный формирователь 19 на выход схемы блока 5...N выделени  полных циклов и  вл етс  стробом, подаваемым на соответствующий вход сдвигового регистра 20 схемы БВПЦ 5...N синхронно со значением X самого экстремума, di. 62, ds - это первый, второй и третий (условно) во времени сигналы d сдвигового регистра 13.

Сдвиговый регистр 20 с первой предустановкой блока 5...N выделени  размзхов полных циклов накапливает четыре последовательных во времени значени  экстремумов и анализирует их не наличие полного цикла.

На вход регистра 20 БВПЦ 5...N поступает совместно со стробом очередное значение экстремума тензосигнала. Причем его входы предустановки Ха, Хз соединены с входом Xi, т.е. по сигналу предустановки на входе регистра 20 значение байтов Хч, ХА не измен етс , а вместо величины экстремумов Ха, Хз на соответствующих выходах регистра 20 по вл етс  значение XL

Рассмотрим сначала работу БВПЦ 5...N дл  случа  полного цикла с услови ми Хз Х2, Хз Х4, Xi Хз. Тогда на выходе О цифрового компаратора 22 имеетс  сигнал логического 0, а на выходах О цифровых компараторов 23 и 24 сигналы логической 1, т.е. на выходе элемента И 29 имеетс  сигнал логического 0. Аналогично на выходе логического элемента И 30 имеетс  сигнал логической 1, т.е. на выходе элемента ИЛИ 31 -также сигнал логической 1, так как на управл ющем входе шинного формировател  33 сигнал логического 0, то на его выходе имеетс  разность , т.е. размах полного цикла в пр мом параллельном двоичном коде. Поскольку на управл ющем входе шинного формировател  34 имеетс  СИГНРЛ логической 1, то на выход проходит разность - размах цикла, котора  поступает в порт 7...N канала интерфейса 6. Вместе с этим в порт 10 сигналов готовности интерфейса б поступает сигнал готовности размаха полного цикла в данном канале, а в порт 11 сигналов полных циклов интерфейса 6 - сигнал о наличии среди данных четырех экстремумов полного цикла. Дл  случа  второго варианта полного цикла с услови ми Хз Ха, Х2 Хз и Xi Хз на выходе элемента И 29 имеетс 

сигнал логической 1, а на выходе логическо-- го элемента И 30 - логического 0, т.е.на выходе логического элемента ИЛИ 31 также будет сигнал логической 1, свидетель- ствующий о наличии полного цикла, а поскольку на управл ющем входе шинного формировател  33 будет сигнал логической 1, то на его выходе и на выходе шинного формировател  34 будет разность

0 , а так как в данном случае Х2 Хз, то размах полного цикла снова будет в пр мом двоичном коде.

В случае, когда среди четырех экстрему- мов-не выполн етс  условие полного цикла,

5 то схема находит размах между первыми двум  экстремумами. Если Xi Х2, то на выходе О цифрового компаратора 21 имеетс  сигнал логической 1, поэтому на выход шинного формировател  32 проходит

0 сигнал X2-Xi. А если Xi Х2, то на управл ющем входе шинного формировател  32 имеетс  сигнал логического 0, т.е. на его выход проходит разность и в любом случае результат получаем в пр мом коде.

5 Так как в отсутствие полного цикла на выходе логического элемента ИЛИ 31 - сигнал логического 0, то на выход шинного формировател  34 поступает сигнал с выхода шинного формировател  32, который и по0 падает в порт соответствующего канала интерфейса 6. ЭВМ 12 последовательно анализирует в процессе работы сигналы готовности всех каналов системы. При по влении сигнала готовности канала в порте 10

5 сигналов готовности ЭВМ 12 считывает в порте 7 канала значение размаха полного цикла, а затем анализирует сигнал полного цикла в ПСЦП 11 интерфейса 6. При наличии этого сигнала ЭВМ 12 посылает сигнал

0 предустановки по первой линии канала, который приходит на выход первой предустановки 1 счетчика-делител  35 и на вход предустановки регистра 20. В результате этих действий ЭВМ 12 считывает размах

5 цикла и может с ним проводить дальнейшие преобразовани , а блок 5...N выделени  полных циклов подготавливаетс  к приему новых экстремумов.

После предустановки на выходе регист0 ра 20 имеем информацию Xi, Xj, X1, ХА и в счетчике-делителе 35 находитс  число 2. После поступлени  двух новых экстремумов с БВЭ 4...N имеем на выходе регистра 20 Xi, X4, X(i + 1), X(i + 2Ксчита , что пред5 ыдущий анализ полного цикла был на 1-ом шаге), а в счетчике-делителе 35 имеем число 4, т.е. получаем сигнал готовности в ПСГ 10 интерфейса 6. Если в ПСПЦ 11 интерфейса 6 отсутствует сигнал наличи  полного цикла, то ЭВМ 12 подает сигнал лредустановки через интерфейс 6 по второму выходу порта 9 сигналов, что приводит к установке числа 3 в счетчике-делителе 35. Тогда при приходе следующего экстремума в сдвиговый регистр 20 значение Xi автоматически вытесн етс , получаем новую четверку экстремумов , а так как в счетчике-делителе 35 после прихода стробового импульса с данным экстремумом устанавливаетс  число 4, то он посылает сигнал готовности в ПСГ 10 интерфейса б и схема работает по требуемому алгоритму.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Многоканальный счетный тензометр, содержащий в каждом канале последовательно соединенные тензодатчик, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также общую дл  каналов электронно-вычислительную машину с интерфейсом, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  работы в реальном масштабе времени , он снабжен в каждом канале последовательно соединенными блоком выделени  экстремума и блоком выделени  полных

   циклов, выход которого соединен с соответствующим портом каналов интерфейса, интерфейс имеет также порт сигналов предустановки, порт сигналов готовности, порт сигналов полных циклов и порт сигналов запуска аналого-цифровых преобразователей , соединенный с вторыми входами аналого-цифровых преобразователей, выходной порт сигналов предустановки соединен с вторыми входами блоков

   выделени  полных циклов, вторые выходы блоков выделени  полных циклов соединены с входным портом сигналов готовности и входным портом сигналов полных циклов, а выход аналого-цифровых преобразователей соединен с входом блоков выделени  экстремума.