SU486231A1 - Тензометрический измерительный комплекс - Google Patents

Description

мерительную диагональ моста включен нульорган 5. Питание моста осуществл етс  от источника 6. Уравновешивание моста производитс  резисторами 7, подключаемыми параллельно резистору 1 или резистору 2 моста ключами 8 и 9. Устройство контрол  баланса моста 10 предназначено дл  автоматической нроверки правильности уравновешивани  моста. Управл юш.ие входы ключей 8 и 9 соединены с выходами АУ 11 и с входами ОЗУ 12. Выходы АУ через элементы совпадени  13, 14, 15 соединены также с входами сдвигаюш,его регистра 16. Информационные входы АУ через логические элементы сборки 17, 18, 19 и логические элементы совпадени  20-27 соединены с выходами ОЗУ 12 и регистра 16; ОЗУ служит дл  хранени  результатов уравновешивани  моста дл  каждого из тензорезисторов , поочередно включаемых в плечо моста коммутатором датчиков (коммутатор в приведенной схеме не показан). Адрес выбираемой  чейки ОЗУ и адрес включаемого в плечо моста тензорезистора задаетс  счетчиком адреса 28. УУ 29 предназначено дл  управлени  работой других устройств комплекса. Управл ющие входы АУ «Сложение (вход «+) и «Вычитание (вход «-) через логические элементы сборки 30, 31 и совпадени  32, 33 соединены с выходами УУ 29 и нуль-органа 5. АУ работает в режиме с фиксированной зап той (зан та  перед младшим разр дом).

Рассмотрим работу комплекса на некотором i-M этапе нагружени , счита , что уже выполнены этапы i-1, i-2 и результаты уравновешиваний моста на этих этапах зафиксированы в соответствующих  чейках ОЗУ. Будем считать , что результат измерени  на.этапе i-1 хранитс  в полу чейке Б, а результат измерени  на этапе i-2 - в полу чейке Д той же  чейки.

Комплекс работает следующим образом.

Управл ющий потенциал «Пуск поступает на вход УУ 29, которое устанавливает в состо ние «О триггеры регистра 16, АУ 11 и счетчика адреса 28; при этом в плечо моста включаетс  первый тензорезистор и размыкаютс  ключи 9. УУ выдает в ОЗУ управл ющий потенциал «Считывание (вход Сч. ОЗУ), по которому содержимое  чейки с адресом О считываетс  на выходной регистр ОЗУ. УУ вырабатывает затем управл ющий потенциал «Сложение , который открывает элементы совпадени  21, 24, 27 и через элемент сборки 30 поступает на управл ющий вход АУ «Сложение , при этом содержимое полу чейки Б с выходного регистра ОЗУ через элементы совпадени  21, 24, 27 и элементы сборки 17, 18, 19 ввод тс  в АУ. УУ вырабатывает управл ющий потенциал «Вычитание, который открывает элементы совпадени  22, 25, 26 и через элемент сборки 31 поступает на управл ющий вход АУ «Вычитание ; при этом из содержимого АУ вычитаетс  содержимое полу чейки Д ОЗУ. Таким образом, на выходном регистре АУ получена разность результатов уравновещивани  моста на этапах i-1 и 1--2, т. с. величина

Л - Ei-i - Ei-2,

где ;-, Ei-2 - результаты измерений на этапах i-1 и i-2 соответственно.

В зависимости от модул  этой разности на одном из входов S2, 54, S8, регистра 16 сигнал имеет уровень логической «1, а на остальных входах - уровень логического «О. Так, если модуль величины Д меньше 16, то сигналы на пр мых входах элементов совпадени  14 и 15 имеют уровень логического «О, поэтому и сигналы на входах 54 и 58 регистра 16 также имеют уровень логического уровень логического «О имеет и сигнал на входе , соединенном с выходом старшего разр да АУ. Сигнал же на входе 52 имеет уровень логической «1, так как на всех инверсных входах элемента совпадени  13 сигналы имеют уровень логического «О. Аналогично этому сигнал на входе 54 имеет уровень логической «1, когда модуль величины А находитс  в пределах от 16 до 31. Сигнал на

входе 58 регистра 16 имеет уровень логической «1, когда модуль Д величины больше 31, но меньше . И, наконец, если модуль величины Д больше или равен , то уровень логической «1 имеет сигнал на входе 52,

соединенном с выходом старшего разр да АУ. Далее работа комнлекса происходит следующим образом.

УУ 29 выдает на вход синхронизации (вход С) регистра 16 импульс «Синхронизаци , и

в зависимости от модул  величины Д один из разр дов этого регистра устанавливаетс  в состо ние «1. УУ вырабатывает унравл ющий потенциал «Сложение, по которому содержимое полу чейки Б ОЗУ складываетс  с содержимым АУ. В выходном регистре АУ при этом сформирован двоичный код величины

пред Ei-l + Д - - Ei-2.

представл ющий собой ожидаемое значение

результата измерени .

Выходы АУ соединены с управл ющими входами разр дных ключей 8 и 9, поэтому в соответствии с величиной пред происходит подключение резисторов 7 параллельно резистору 1 (при состо нии «О знакового разр да АУ) или параллельно резистору 2 (при состо нии «Ь знакового разр да АУ). Нуль-орган определ ет знак разбаланса моста, сигнал с выхода нуль-органа ноступает на пр мой

вход элемента совпадепи  32 и инверсный вход элемента совпадени  33. УУ вырабатывает управл ющий потенциал «Измерение, который открывает элементы совпадени  20, 23, 32, 33. Если сигнал на выходе нуль-органа

имеет уровень логической «1, то сигнал на входе «Сложение АУ, соединенном с выходом элемента сборки 30, также имеет уровень логической поэтому к содержимому АУ прибавл етс  содержимое регистра 16 (т. е.

прибавл етс  одно из чисел 2, 4, 8, . Если

же сигнал на выходе нуль-органа имеет уровень логического «О, то уровень логической «1 имеет сигнал на входе АУ «Вычитание, соединенном с выходом элемента сборки 31; ноэтому из содержимого АУ отнимаетс  содержимое регистра 16. В соответствии с новым содержимым АУ параллельно нлечу моста подключаетс  нова  комбинаци  резисторов 7. УУ выдает в регистр 16 сдвигающий имнульс (вход Сдв.), по которому содержимое этого регистра сдвигаетс  вправо на один разр д. Далее аналогично предыдущему происходит прибавление к содержимому АУ или вычитание из него сдвигающего регистра (т. е. одного из чисел 1, 2, 4, 8), после чего содержимое регистра 16 снова сдвигаетс  на один разр д вправо. Аналогично этому производитс  уравновешивание моста по двум другим разр дам регистра 16. Процесс уравновешивани  заканчиваетс  после установки в состо ние«I триггера младщего разр да регистра 16 и прибавлени  или вычитани  1/2 из содержимого АУ, при этом результат измерени  фиксируетс  в АУ.

УУ выдает управл ющий потенциал «Контроль на вход устройства контрол  баланса моста 10, которое сначала параллельно резистору 1, а затем параллельно резистору 2 подключает резистор, сопротивление которого имеет вес нескольких единиц младщего разр да . Анализиру  уровни сигнала на выходе нуль-органа при шунтировании плеч моста, устройство контрол  10 вырабатывает управл ющий потенциал «Небаланс, который выдаетс  в УУ и на информационный вход старшего разр да регистра 16 (вход S2).

Если по какой-либо причине мост окажетс  уравновешенным неточно, то сигнал «Небаланс имеет уровень логической «1. Получив этот сигнал, УУ сбрасывает в состо ние «О триггеры АУ и выдает на вход синхронизации триггера старщего разр да (вход ) регистра 16 импульс «Синхронизаци  старщего разр да, по которому этот триггер устанавливаетс  в состо ние «1. Далее аналогично предыдущему производитс  повторное уравновешивание моста по всем разр дам регистра 16, после чего производитс  повторна  проверка правильности уравновешивани  моста.

Если же мост был близок к состо нию равновеси , то сигнал «Небаланс имеет уровень логического «О. По этому сигналу УУ выдает в ОЗУ управл ющий потенциал «Запись (вход Зп. ОЗУ), по которому содержимое АУ 11 переписываетс  в полу чейку Б. Выходные шины первой половины разр дов выходного регистра ОЗУ соединены с одноименными входами второй половины разр дов, поэтому одновременно с записью в полу чейку Б содержимого АУ происходит перезапись содержимого полу чейки Б в полу чейку Д этой же  чейки. Таким образом, по окончании процесса записи в одной  чейке ОЗУ фиксируютс  результаты уравновешиваний моста на двух смежных этапах нагружени  исследуемой конструкции . Аналогичным образом производитс  уравновещивание моста при других тензорезисторах , результаты измерений записываютс  в  чейки ОЗУ, адреса которых определ ютс  счетчиком адреса 28.

Предмет изобретени 

Тензометрический измерительный комплекс, содержащий устройство управлени , сдвигающий регистр, оперативное запоминающее устройство , нуль-орган, измерительный мост с тензорезистором в одном из плеч, уравновешиваемый цифровой управл емой проводимостью, ключи дл  управлени  проводимостью, отличающийс  тем, что, с повышени  быстродействи , он снабжен арифметическим устройством, выходы которого соединены с управл ющими входами ключей цифровой управл емой проводимости, вход младшего разр да арифметического устройства соединен с выходом младшего разр да сдвигающего регистра , снабжен логическими элементами совпадени  и логическими элементами сборки, через которые вход знакового разр да арифметического устройства соединен с выходами логических элементов совпадени , по одному входу этих элементов соединены с двум  выходами оперативного запоминающего устройства , а два других - с шинами устройства управлени  «Сложение и «Вычитание, вход каждого из остальных разр дов арифметического устройства через логический элемент сборки соединен с выходами трех логических элементов совпадени  с двум  входами каждый , по одному входу этих элементов соединены с выходом сдвигаюшего регистра и с двум  выходами оперативного запоминающего устройства соответствующих разр дов, а три других - соответственно с шинами устройства управлени  «Измерение, «Сложение и «Вычитание, шины арифметического устройства «Сложение и «Вычитание через логические элементы сборки соединены с выходами двух элементов совпадени , по одному входу которых св заны с шиной устройства управлени  «Измерение, а два других - с пр мым и инверсным выходами нуль-органа, входы нескольких разр дов сдвигающего регистра соединены с выходами логических элементов совпадени  с пр мым и инверсными входами, пр мой вход каждого из них соединен с выходом одного из разр дов арифметического устройства, а инверсные - с выходами остальных более старших разр дов арифметического устройства.