SU370500A1

SU370500A1 - DEVICE FOR MEASURING DEFORMATIONS AND LOADS

Info

Publication number: SU370500A1
Application number: SU1444289A
Authority: SU
Priority date: 1970-05-27
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1973-02-15

Description

1one

Изобретение относитс к измерительно; технике.The invention relates to measuring; technology.

Известны устройства дл измерени деформаций и нагрузок к испытательной машине, содержащие электрический датчик деформаций , усилитель сигнала датчика, устройство сравнени и лентопрот жный механизм с ведущим и ведомыми барабанами и электродвигател ми привода ведущего и ведомых барабанов .Devices for measuring deformations and loads to a testing machine are known, comprising an electric deformation sensor, a sensor signal amplifier, a comparison device and a tape mechanism with the driving and driven drums and drive motors of the driving and driven drums.

Цель изобретени - повысить надежность и быстродействие измерений.The purpose of the invention is to improve the reliability and speed of measurements.

Предлагаемое устройство отличаетс тем, что оно снабжено фазочувствительным реле, управл юща цепь которого соединена с усилителем сигнала датчика, выходные цепи - с электродвигател ми привода ведомых барабанов . Привод ведущего барабана выполнен в виде двух электродвигателей, валы которых жестко соединены между собой.The proposed device is characterized in that it is equipped with a phase-sensitive relay, the control circuit of which is connected to the sensor signal amplifier, the output circuits to the electric motors driving the driven drums. The drive of the driving drum is made in the form of two electric motors, the shafts of which are rigidly interconnected.

Устройство снабжено так же двум электронными ключами, например, выполненными на транзисторах, управл ющие цепи которых соединены с выходными цеп ми фазочувствительного реле, а выходные цепи ключей включены в цепи управл ющих обмоток двигателей подмотки.The device is also equipped with two electronic keys, for example, made on transistors, the control circuits of which are connected to the output circuits of the phase-sensitive relay, and the output circuits of the keys are included in the circuits of the control windings of the winding motors.

Фазочувствительное реле может быть выполнено в виде логической схемы, состо щей из формирующих каскадов, на вход которыхThe phase-sensitive relay can be made in the form of a logic circuit consisting of forming stages, to the input of which

поданы напр жени с выхода усилител , управл ющего двигател ми подмотки, сдвину тые на 180°; схем «НЕ, соединенных с выхо дами формирующих каскадов; схем «И сvoltage supplied from the amplifier output controlling the winding motors shifted by 180 °; circuits “NOT connected to the outputs of the forming cascades; schemes "And with

двум входами, один из которых соединен с выходом схемы «НЕ, а другой - с цепью питани датчика; триггера с двум устойчивыми состо ни ми, входы которого соединены с выходами схем схемы «ИЛИ с двум в.кодами , соединенными с выходами схем схем «И с двум входами, один из которых соединен с выходом триггера, а другой - с выходом схемы и выходами, соединенными с управл ющими цеп ми электронных ключей.two inputs, one of which is connected to the output of the circuit "NOT, and the other to the power supply circuit of the sensor; a trigger with two stable states, the inputs of which are connected to the outputs of an OR circuit with two i.e. codes connected to the outputs of an AND circuit with two inputs, one of which is connected to the trigger output and the other to the output of the circuit and outputs connected to control circuits of electronic keys.

Возможно выполнение фазочувствительного реле в виде демодул тора, например, на транзисторах , входы которого соединены с выходом усилител и с цепью питани датчика, аIt is possible to perform a phase-sensitive relay in the form of a demodulator, for example, on transistors, the inputs of which are connected to the output of the amplifier and to the power supply circuit of the sensor, and

выходы - с управл ющими цеп ми электропных ключей, а таклче в виде электромагнитного реле.the outputs are with control circuits of the dongles, and also as an electromagnetic relay.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема фазочувствительного реле, выполненного в виде электромагнитного реле, управл ющего двигател ми привода ведомых барабанов; на фиг. 3 - схема включени электронных реле; на фиг. 4 - схема выполнени фазочувствительного реле в виде логической схемы; наFIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 is a diagram of a phase-sensitive relay, made in the form of an electromagnetic relay controlling the motors for driving the driven drums; in fig. 3 - switching circuit of electronic relays; in fig. 4 is a diagram of the implementation of a phase-sensitive relay in the form of a logic circuit; on

фиг. 5 - схема выполнени фазочувствительного реле в виде демодул тора.FIG. 5 is a diagram of the implementation of a phase-sensitive relay in the form of a demodulator.

Предлагаемое устройство содержит электрический датчик деформаций 1, усилитель 2 сигнала датчика 1, источник нитани 3, устройство 4 сравнени с реохордом, фазочувствительное реле 5 и лентопрот жный механизм. Последний состоит из ведуш,его барабана 6, приводимого в движение двум двигател ми 7 и 8, валы которых жестко соединены между собой, ведомых барабанов 9 и 10 с приводами 1 к 12 соответственно, леиты 13 и шкалы 14.The proposed device contains an electric strain gauge 1, an amplifier 2 of a signal from the sensor 1, a source of filament 3, a comparison device 4 with a resistance, a phase-sensitive relay 5 and a tape drive mechanism. The latter consists of vedus, its drum 6, driven by two engines 7 and 8, the shafts of which are rigidly interconnected, driven drums 9 and 10 with drives 1 to 12, respectively, leites 13 and scales 14.

Кроме того, устройство содержит динамометр с датчиком 15, жестко св занный с пассивным захватом 16 испытуемого образца, усилитель 17, источник питани 18, устройство сравнени с приводимым в движении двигателем 19, реохордом 20, снабл епиым стрелкой 21, шкалой 22 и кареткой 23 записи.In addition, the device contains a dynamometer with a sensor 15, rigidly associated with a passive grip 16 of the test sample, an amplifier 17, a power source 18, a comparison device with a motor driven 19, a reohord 20, provided with an arrow 21, a scale 22 and a recording carriage 23 .

Па стаиине 24 испытательной машины закреплено нагружающее устройство 25. Активный захват 26 испытуемого образца жестко соединен с нагружающим устройством 25 и через редуктор - с сельсин-датчиком 27.A loading device 25 is fastened to the test machine 24. The active grip 26 of the test specimen is rigidly connected to the loading device 25 and, via a reducer, to the selsyn sensor 27.

Сельсин-датчик 27 электрически св зан с сельсин-приемником 28.The sealsin sensor 27 is electrically connected to the selsyn receiver 28.

Переключатель Пк предназначен дл выбора рода регистрации: регистрации истинной деформации образца при съеме сигнала с датчика / или регистрации перемещени активного захвата 28 при съеме сигнала с сельсиндатчика 27.The switch Pc is designed to select the type of registration: registration of the true deformation of the sample when removing the signal from the sensor; or registering the movement of the active gripper 28 when removing the signal from the agricultural sensor 27.

Фазочувствительное реле 5 выполненное, например, в виде электромагнитного реле (см. фиг. 2) имеет одну обмотку, включенную на выход усилител 2, а другие питаютс напр жением от источника 3 питани .The phase-sensitive relay 5, made, for example, in the form of an electromagnetic relay (see Fig. 2), has one winding connected to the output of amplifier 2, while the others are energized from the power source 3.

В качестве двигателей привода ведомых барабанов (двигателей, подмотки) // и 12 могут быть использованы двигатели посто нного тока с серцесным включением обмоток статора и гас щими сопротивлени ми R1-R4 или асинхронные двигатели с конденсаторным цуском (на чертеже не показаны).As motors for driving slaves (motors, windings) // and 12, DC motors can be used with serary stator winding turning-on and damping resistors R1-R4 or asynchronous motors with a capacitor hub (not shown in the drawing).

Электронные ключи, используемые в сочетании с электромагнитным реле и содержащие транзисторы , регисторы и диоды , позвол ют разгрузить контакты реле от значительного тока обмоток двигателей , тем самым предохран ют их от нагорани .Electronic switches, used in combination with an electromagnetic relay and containing transistors, registrars and diodes, allow the relay contacts to be relieved of significant current from the motor windings, thereby preventing them from overheating.

Если Фазочувствительное реле 5 выполнено в виде логической схемы, то оно содержит формирующие каскады 29 и 30, входы которых соединены с силителем 2 инверторы 31 и 32 (схемы «ПЕ), соединенные с выходом формирующих каскадов схемы «И (55 и 34} с двум входами, один из которых соединен с выходом схемы «НЕ, а другой - с цепью питани датчика; триггер 55 с двум устойчивыми состо ни ми, входы которого соединены с выходами схем схему «ИЛП (36) с двум входами, соединенными с выходами схем схемы «П (57 и 5S) с двум входами, один из которых соединен с выходом триггераIf the Phase-Sensitive Relay 5 is made in the form of a logic circuit, it contains forming cascades 29 and 30, the inputs of which are connected to the filter 2 inverters 31 and 32 (PE circuits) connected to the output of the forming cascades of the AND circuit (55 and 34 inputs, one of which is connected to the output of the circuit "NOT, and the other - to the sensor power supply circuit; trigger 55 with two stable states, the inputs of which are connected to the outputs of the circuit" ILP (36) with two inputs connected to the outputs of the circuit "P (57 and 5S) with two inputs, one of which is connected to the output trigger ra

55, а другой - с выходом схемы «ИЛИ (56) и выходами, соединенными с управл ющими цеп ми электронных ключей (ЭК) 30 и 40; формирующий каскад 41, св занный по входу с источником питани 3, а по выходу - со схемами «И.55, and the other with the output of the OR circuit (56) and the outputs connected to the control circuits of the electronic switches (EC) 30 and 40; a shaping stage 41, connected at the input to the power source 3, and at the output - with the “I.

Фазочувствительное реле 5, выполненное в виде демодул тора, представл ет собой известную схему демодул торов, предназначенных дл работы на дифференциальную нагрузку (см. фиг. 5). Выход демодул тора Д подключен к базам транзисторов Т7 и Т8. Тиристоры Д5 и Д6 открывают цепи питани унравл ющих обмоток двигателей // и 12 только при по влении на базе одного из транзисторов Т7, Т8 отрицательного потенциала.A phase-sensitive relay 5, made in the form of a demodulator, is a known demodulator circuit designed to operate on a differential load (see Fig. 5). The output of the demodulator D is connected to the bases of transistors T7 and T8. Thyristors D5 and D6 open the power supply circuits of the motor windings // and 12 only when a negative potential appears on the basis of one of the transistors T7, T8.

Испытуемый образец 42 устанавливают в захваты 16 и 26 мащины, а переключатель Пк - в соответствующее положение. Включают питание и привод машины, предварительно выбрав скорость перемещени активного захвата 26, амплитуду циклической нагрузки и т. д. По щкале 22 регистрируют величины нагрузок за цикл, но щкале 14 ведущего барабана 6 лентопрот жного механизма - величину деформации (или смещени активного захвата 26). Па ленте 13 производитс запись диаграммы . В исходном состо нии (когда сигналThe test sample 42 is installed in the grips 16 and 26 maschiny, and the switch Pk - in the appropriate position. Turn on the power and drive of the machine, pre-selecting the speed of movement of the active gripper 26, the amplitude of the cyclic load, etc. According to the gauge 22, the loads per cycle are recorded, but the gauge 14 of the driving drum 6 of the tape drive mechanism is the amount of deformation (or offset of the active gripper 26) . On tape 13, a chart is recorded. In the initial state (when the signal

на выходе усилител 2 равен нулю) транзисторы ТЗ и Т4 электронных ключей заперчы положительным по отнощению к земле напр жением , а следовательно заперты и остальные транзисторы. Двигатели // и 12 не работают.at the output of amplifier 2, it is equal to zero) the transistors TZ and T4 of the electronic switches are positively ground-voltage, and the remaining transistors are also locked. Engines // and 12 do not work.

По вление деформации вызывает по вление сигнала на выходе усилител 2. В зависимости от фазы сигнала на базу транзистора ТЗ будет подано отрицательное относительно земли напр жение . Транзистор откроетс , и через однуThe occurrence of deformation causes the appearance of a signal at the output of amplifier 2. Depending on the phase of the signal, a negative voltage relative to the earth will be applied to the base of the transistor. The transistor will open, and through one

из обмоток двигателей потечет ток. Двигатели начинают вращатьс с разными скорост ми в соответствии с установленными гас щими сопротивлени ми . Схема повышени быстродействи работаетcurrent will flow from the motor windings. The motors begin to rotate at different speeds in accordance with the damping resistances established. The speed boost circuit works

следующим образом. Два напр жени с усилител 2 (см. фиг. 4), сдвинутые на 180° по отнощению к земле, поданы каждое на своего формирующего каскада 29 и 30. Напр жени с выходов формирующих каскадов пр моугольной формы поданы на инверторы 5/ и 32, на выходе которых по вл ютс нр моугольные импульсы.in the following way. Two voltages from amplifier 2 (see Fig. 4), shifted by 180 ° with respect to ground, are each fed to their own forming cascade 29 and 30. Voltages from the outputs of forming rectangular-shaped cascades are fed to inverters 5 / and 32, the output of which appears on rectangular pulses.

Эти импульсы поданы на вход схем «И (55 и 34) к схемы «ИЛИ (55). Схема «ИЛИThese pulses are fed to the input of the schemes “AND (55 and 34) to the scheme“ OR (55). Scheme "OR

{36} осуществл ет суммирование импульсов и на ее выходе получаетс посто нное напр жение . Фаза пр моугольных напр жений на выходах каскадов 29 и 30 по отношению к напр жению источника питани 5 может измеп тьс на 180° в зависимости от знака деформации испытуемого образца или направлени перемещени активного захвата 26 машины. Формирователь 42 формирует импульс, сдвинутый по времени на половину длительности импульса, снимаемого с одной из схем{36} performs the summation of pulses and a constant voltage is obtained at its output. The phase of the rectangular voltages at the outputs of the cascades 29 and 30 with respect to the voltage of the power source 5 can vary by 180 ° depending on the sign of the deformation of the test sample or the direction of movement of the active gripper 26 of the machine. Shaper 42 generates a pulse that is shifted in time by half the duration of the pulse removed from one of the circuits

«НЕ (31 и 32) в зависимости от соотношени фаз напр жений на входах каскадов 29 и 30.“NOT (31 and 32), depending on the ratio of the phase voltages at the inputs of the cascades 29 and 30.

Таким образом, совпадение происходит только в одной схеме «И (33 или 34) и выходной импульс соответствующей чейки осуществл ет переброс триггера 35.Thus, a match occurs only in one AND (33 or 34) scheme and the output pulse of the corresponding cell flips the trigger 35.

С выхода триггера 35 импульсы подаютс на схемы совпадений 37 и 38, на другие входы которых подано посто нное напр жение со схемы «ИЛИ (36). Следовательно, при деформации образца (при перемещении захвата ) на выходе одной из схем «И (37 или 38) всегда посто нное напр жение. Это напр жение подаетс на электронные ключи 39 и 40, включенные в цеп х обмоток двигателей // и 12. Быстродействие лентопрот жного механизма в этом случае практически определ етс инерционностью примен емых в нем электродвигателей .From the output of the trigger 35, pulses are applied to the coincidence circuits 37 and 38, to the other inputs of which a constant voltage is applied from the OR circuit (36). Consequently, when the specimen is deformed (when the grip moves) at the output of one of the And schemes (37 or 38), there is always a constant voltage. This voltage is applied to the electronic switches 39 and 40 included in the circuits of the motors // and 12. The speed of the tape drive mechanism in this case is almost determined by the inertia of the electric motors used in it.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Device for measuring deformations and loads to test gears, comprising an electric deformation sensor, a sensor signal amplifier, a comparison device and a tape mechanism with driving and driven drums and drive motors for driving and driven drums, in order to increase speed It is equipped with a phase-sensitive relay, the control circuit of which is connected to the sensor signal amplifier, and the output circuits are connected to the drive motors of the driven drums, and the drive drum drive made in the form of two electric motors whose shafts are rigidly interconnected.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to increase reliability, it is provided with two electronic keys, for example, made on transistors, the control circuits of which are connected to the output circuits of the phase-sensitive relay, and the output circuits of the keys are included in the control circuits winding motor winding.

3. The device according to claim 2, characterized in that, in order to increase speed, the phase-sensitive relay is made in the form of a logic circuit consisting of

cascades whose input is supplied with voltage from the output of the amplifier controlling the winding motors shifted by 180 °, "NOT" circuits connected to the outputs of the forming cascades, "And with two inputs, one of

which is connected to the output of the circuit "NOT, and the other to the power supply circuit of the sensor, a trigger with two stable states, the inputs of which are connected to the outputs of the circuits" AND, the circuits "OR with two inputs connected to the outputs of the circuits" NOT, the circuits "AND with two inputs, one of which is connected to the trigger output, and the other to the output of the OR circuit, and outputs connected to the control circuits of the electronic keys.

4. The device according to claim 2, characterized in that, in order to improve speed, the phase-sensitive relay is made in the form of a demodulator, for example, transistors, the inputs of which are connected to the output of the amplifier and

power supply circuit of the sensor, and outputs - with control circuits of electronic keys.

COHJ

I I

-tJSiJ- LJ

g

Fig z

liAS L

: ::

ffZl