SU763703A1 - Устройство дл измерени деформаций в бетоне - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измери .тельной технике и предназначено дл  преобразовани  измен ющихс  во времени статических и динамических деформаций бетонных плотин при землетр сени х , взрывах и других воздействи х , получаемых при помощи за-кладных струнных тензометров, к виду непрерывных электрических сигналов, пропорциональных этим деформаци м.

Изобретение может быть использовано при измерении деформаций элементов инженерных сооружений, льда и т.п., в различных област х контрольно-измерительной техники.

Известен способ дл  измерени  деформаций вибрационных элементов, например, струн силоизмерительных датчиков, по которому струну из магнитного материала помещают в переменное магнитное поле, возбуждают незатухающие колебани  на частоте ее механического резонанса, измер ют эту частоту и по ней суд т о величине нат жени  струны Ijl

Недостатком этого способа  вл етс  то, что дл  измерени  динамических деформаций необходимо наличие в струнном тензометре дополнительг .

него пол ризатора электрического пол  типа резонансной линии задержки , по которой пропускают высокочастотный сигнал от специального генератора , что в принципе невозможно осуществить дл  зацементированных в бетоне датчиков. Кроме того, необходимость передачи от генератора к датчикам высокочастотного сигнала по длинным кабельным лини м, обладающим большим затз анием и низкой помехоустойчивостью, снижает надежность и точность измерени , а все вместе усложн ет способ.

Известно также устройство дл  измерени  деформаций в бетоне, включающее генератор периодических П-импульсов , вмонтированный в бетон струнный тензометр с катушкой возбуждени  и измеритель 2} .

Это техническое решение ближе к изобретению и основано на применении цифровых,частотомеров. Однако при этом не обеспечиваетс  высока  точность измерени .

Цель изобретени  - повыиение надежности и точности измерени .

Это достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  деформаций в

бетоне, включающее генератор периодических П-импульсов, вмонтированный в бетон струнный термометр с катушкой возбуждени  и измеритель, введены блок управлени  замыкающего контакта, блок управлени  размыкающего контакта, усилитель-фазоинвертор-ограничитель , ждущий мультивибратор , потенциометр, емкость, усилитель-ограничитель , триггер Шмидта, эмиттерные повторители, преобразователь частоты Б напр жение, фильтр низких частот и диод, причем генератор периодических П-импульсов под .ключен к входу блока управлени  замыкающего контакта, выход которого через катушку возбуждени  струнного тензометра, усилитель-фазоинверторограничитель и ждущий мультивибратор подключен к выводу потенциометра, который через блок управлени  размыкающего контакта, емкость, усилительограничитель , триггер Шмидта, первый эмиттерный повторитель подключен к преобразователю частоты в напр жение выход которого соединен через диод с регулирующим контактом потенциометра и через фильтр низких частот и второй эмиттерный повторитель с измерителем.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы.

Схема содержит (фиг. 1) генератор 1 коротких периодических П-импульсов блок 2 управлени  замыкающего контакта 3, катушку возбуждени  струнного тензометра 4, диод 5,.делитель напр жени , усилитель-фазоинверторограничитель 7, ждущий мультивибратор 8, потенциометр 9, блок управлени  10 размыкающего контакта 11, емкость 12, усилитель-ограничитель 13, триггер Шмидта 14, эмиттерный повторитель 15, линейный преобразователь 16 частоты в напр жение, диод 17, фильтр 18 низких частот, составной эмиттерный повторитель 19, имеющий выход к измерителю 20.

Устройство работает следующим образом.

Во врем  сейсмического или динамического воздействи  генератор 1 вырабатывает короткие периодические Пимпульсы (фиг. 2а), длительность которых по отношению к скважности составл ет не более 1/40 (3%), и во врем  их действи  через блок управлени  2, например, эмиттерный повторитель с катушкой в цепи эмиттера, замыкают контакт 3, например, геркон подключа  при этом катушку струнноГ9 тензометра 4 к высоковольтному источнику посто нного напр жение: -и. Положительную часть возникающего при этом на катушке двупол рного выйоковольтного импульса вх-Збуждени  струнного элемента тензометра 4 (фиг. 26

пропускают через диод 5, уменьшают по амплитуде до Необходимого уровн  при помощи делител  6, подают на вход усилител -фазоинвертора 7, который переворачивает его на фазе на 180, усиливает и ограничивает, преобразу  в пр моугольный отрицательный импульс (фиг. 2в), используемый дл  запуска, ждущего мультивибратора

(фиг. 2г) через блок 10 управлени , аналогичный блоку; 2, размыкает контакт 11, исключа тем самым поступление высоковольтного импульса возбуждени  (фиг. 26) с катушки тензометра 4 на вход измерительной части схемы. В интервалах между импульсам возбуждени , когда контакт 11 замкнут , вызванное колебани ми струнног элемента синусоидальное затухащее напр жение (фиг. 2д) снимаетс  с катушки тензометра 4 и поступает на вход усилител -ограничител  13. Подключенна  параллельно его входу емкость 12 обеспечивает широкополосны резонанс в диапазоне изменени  частот синусоидального затухающего напр жени , .пропорциональных нат жени струнного элемента тензометра 4 или деформации. Усиленный до уровн  ограничени  при помощи усилител  13 электрический сигнал запускает триггер Шмидта 14, а сформированные им пр моугольные импульсы (фиг.2е) через согласующий эмиттерный повторитель 15 поступают на преобразователь 16 частоты в напр жение, например , преобразовательпосто нной вольт-секундной площади. Последни.й линейно преобразует частоту следовани  входных пр моугольных импульсов в сигнал (фиг.2 ж), пропорциональный изменению во времени нат же струнного элемента тензометра 4 или деформации. Далее полученный сигнал отфильтровывают от высокочастотных составл ющих при помощи фильтра 18 низких частот; и с его выхода черех согласующий составной эмиттерный повторитель 19 подают на вь1ход измерител  схемы 20. Дл  коррции импульсного искажени  нулевой линии выходного сигнала, вызванного размыканием контакта 11 в интервале действи  импульса возбуждени  катушки тензометра 4, .отрицательный импульс с выхода ждущего мультивибратора 8 (фиг. 2г) через потенциометр 9, с помощью которого его амплитуда устанавливаетс  -равной амплитуде положительного скачка посто нной составл ющей (фигг 2ж) и вентильный дирд 17 подают на вытход преобразовател  16 частоты в напр жение. Вид сигнала с посто нной составл ющей на выходе преобразовател  16 после компенсации изображен на фиг.. 2л. При динамическом воздействии изменение частоты колебаний струнного элемента и выходного сигнала происходит непрерывно по закону изменени  деформаций во времени, что сложно изобразить на временной диаграмме, поэтому она показана дл  случа , когда их значени  посто нны (фиг. 2д,е).

Фактическа  потер  информации о динамических деформаци х, вызванна  отключением измерительной части схемы от катушки тензометра во врем  действи  импульса возбуждени  (фиг. 2л), составл ет не более 1/20 или 5% от интервала измерени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 351100, кл. G 01 L 1/10, 1972.

2.Патент Великобритании

5

№ 1244490, кл. 106(2), 1963.

ww lm11Aл/vwwlЛW ImnwM

.гп п

JJ U/VW-V /WV ЛAЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ- /W Л ЛЛЛЛ/

, 1

иг.г