SU800617A1

SU800617A1 - Deformation measuring apparatus

Info

Publication number: SU800617A1
Application number: SU782653895A
Authority: SU
Inventors: Борис Кириллович Куприк; Анатолий Иванович Двойниченко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7332
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1981-01-30

Description

1one

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам дл измерени ме ханических деформаций и напр жений.The invention relates to a measurement technique, namely, to measuring devices for measuring mechanical deformations and stresses.

Известны устройства дл измерени деформаций, которые содержат тензорезисторный мост и источник питани тензомоста, присоединенный к диагонали питани fl.Devices for measuring strain are known, which contain a strain gauge bridge and a power supply source of a strain gauge connected to the feed diagonal fl.

Такие измерительные устройства, дающие результаты измерений в виде злектрического сигнала, не позвол ют выдел ть и измер ть с повьииенной точностью деформации в области их зкстремальных значений.Such measuring devices, which give measurements in the form of an electrical signal, do not allow to isolate and measure deformations in the range of their extreme values with increased accuracy.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство дл измерени деформаций содержит тензомост и источник питани тензомоста с электрически управл емьлм выходным напр жением, с источником питани соединен своим выходом определитель экстремума электрических сигналов, который предназначен дл управлени выходным напр жением источника, со входом определител экстремума св зан своим выходом тензоусилитель, ко входу которого присоединен вспомогательный тензомост своей измерительной диагональю .Closest to the proposed device for measuring strain, a strain gauge and a strain gauge power source with an electrically controlled output voltage, an electrical signal extremum detector connected to a power source, which is designed to control the output voltage of the source, is connected to its power input at the extremum detector. tensoamplifier, to the input of which an auxiliary tensome bridge is connected with its own measuring diagonal.

Такое выполнение известного устройства позвол ет в момент достиже- , ни экстремальных значений деформаци ми повысить на некоторое врем напр жение источника питани и тем самым увеличить масштаб выходного сигнала устройства. Благодар повышению масштаба повышаетс точность результатов измерений экстремальных Such an embodiment of the known device allows, at the moment of reaching the extreme values of the deformations, to increase for some time the voltage of the power source and thereby increase the scale of the output signal of the device. By increasing the scale, the accuracy of extreme measurement results is improved.

0 значений деформаций.0 deformation values.

Однако в окрестности экстремальных деформаций выходной сигнал вспомогательного тензомоста измен етс медленно . Поэтому крутизна выходного However, in the vicinity of extreme deformations, the output signal of the auxiliary strain gauge varies slowly. Therefore, the steepness of the output

5 сигнала определител экстремума, деформирующего входной сигнал, оказываетс небольшой. Причем эту крутизну трудно увеличить, поскольку величина входных и выходных сигналов 5, the signal of the extremum determiner deforming the input signal is small. Moreover, this slope is difficult to increase, since the magnitude of the input and output signals

0 определителей экстремума имеет естественные ограничени . Такие свойства определителей экстремума не позвол ют с нужной точноетыо выделить момент экстремума. В результате, чтобы The 0 determinants of extremum have natural limitations. Such properties of the determinants of an extremum do not allow to select the moment of an extremum with the necessary precision. As a result, to

5 охватить нужную окрестность экстрег 1ума измерени ми, источник питани тензомоста Должен создавать достаточно длительный импульс повышенного выходного напр жени . По больша 0 длительность импульса повышенного5 to cover the desired neighborhood of the extregs with measurements, the power supply of the strain gauge. A sufficiently long pulse of increased output voltage must be created. By large, the pulse duration is increased.

напр жени вызывает существенный нагрев тензореэисторов тензомоста и, как следствие, снижение точности результатов измерений.the voltage causes a significant heating of the strain gauge of the strain gauge and, as a result, a decrease in the accuracy of the measurement results.

Цель изобретени - повьщиение точности результатов измерений экстремальных деформаций путем уменьшени перегрева тенэбмоста, вызванного импульсом повышенных значений выходного напр жени от источника питани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of extreme strain measurements by reducing overheating of the tenebmost caused by the pulse of increased values of the output voltage from a power source.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени деформаций снабжено суммирук цим усилителем с двум входами, который соединен выходом со входом определител экстремума , а одним из своих входов - с выходом тензоусилител . Устройство содержит также источник опорного напр жени , соединенный со вторым входом суммирующего усилител , второй тензоусилитель, соединенный выходом с диагональю питани вспомогательного тензомоста, и второй вспомогательный тензомост, соединенный измерительной диагональюсо входом второго тензоусилител , а диагональю питани -. с выходом суммирующего усилител .This goal is achieved by the fact that the device for measuring deformations is equipped with a summed-up amplifier with two inputs, which is connected by an output to an input of an extremum determinant, and one of its inputs is to an output of a tensoamplifier. The device also contains a reference voltage source connected to the second input of the summing amplifier, a second strain amplifier connected to the supply diagonal of the auxiliary strain gauge, and a second auxiliary strain gauge connected to the diagonal input with the second strain amplifier, and a diagonal power supply. with the output of the summing amplifier.

На чертеже приведена блок-схема устройства дл измерени деформаций.The drawing shows a block diagram of a device for measuring deformations.

Тензомост и источник питани тензомоста с управл екым выходным напр жением показаны одним блоком 1. К источнику питани танзомоста присоединен определитель 2 экстремальных значений электрических сигналов. Его вход соединен с суммирующим усилителем 3, имекшшм два входа. Первый вход суммирующего усилител 3 соединен с выходом тензоусилител 4, а второй - с источником 5 опорного напр жени . Вспомогательный тензомос б измерительной.диагональю соединен со входом тензоусилител 4, а диагональю пита1ни - со вторым тензоусилителем 7. второй вспомогательный тензомост 8 соединен измерительной диагональю со входом тензоусилител 7, а Диагональю питани - с выходом сук шрук11дего усилител 3.The strain gauge and the power supply of the strain gauge with control output voltage are shown by one unit 1. The determinant of 2 extreme values of electrical signals is connected to the power supply of the tanzomost. Its input is connected to summing amplifier 3, with two inputs. The first input of the summing amplifier 3 is connected to the output of the strain amplifier 4, and the second to the source 5 of the reference voltage. Subsidiary tenzomos b izmeritelnoy.diagonalyu strain amplifier connected to the input 4 and a diagonal pita1ni - a second strain amplifier 7. second auxiliary tenzomost 8 is connected to the input of the measuring diagonal strain amplifier 7 and the diagonal feed - yield shruk11dego amplifier 3 females.

Устройство работает следующим образом ..The device works as follows.

Тензорезисторы основного тензомоста (не показан), вход щего в блок 1 и тензорезисторы вспомогательных тензомострв 6 и 8 наклеивают на испытуемую конструкцию. Конструкцию нагружают переменной нагрузкрй, в результате действи которой в ней возникнут переменные деформацииThe strain gauges of the main strain gauge (not shown), included in unit 1 and the strain gauges of the auxiliary strain gauge 6 and 8 are glued to the tested structure. The structure is loaded with a variable load, as a result of which variable deformations will arise in it.

€ &о COS4J t, (1 )€ & o COS4J t, (1)

где 6о- начальна деформаг и .where 6 is the initial strain and.

Под воздействием деформаций (1) бу дет периодически измен тьс коэффициент передачи цепочки, состо щей из вспомогательных тензомостов 6 и 8 и тензоусилителей 4 и 7, эта цепочка охватывает усилитель 3 положительной обратной св зью. Поскольку с первым входом усилител 3 соединен источник посто нного опорного напр жени , а второй вход соединён с выходом цепочкой обратной св зи, у которой периодически измен етс ко (эффициент передачи, то на выходе усилител 3 возникнет периодически измен ющеес несинусоидальное напр жение той же частоты, что и частота С1 деформаций (1). Его величина будет определ тьс зависимостьюUnder the influence of deformations (1), the chain transfer coefficient, consisting of auxiliary tensometer bridges 6 and 8 and strain amplifiers 4 and 7, will periodically change; this chain covers amplifier 3 with positive feedback. Since the first input of the amplifier 3 is connected to a constant voltage source, and the second input is connected to the output by a feedback circuit, which varies periodically (transmission efficiency, then at the output of amplifier 3 a periodically varying non-sinusoidal voltage of the same frequency will occur , as the frequency of deformations C1 (1). Its value will be determined by the dependence

3- (213- (21

-1- -one-

5 где Vj - напр жение на выходе усилител 3,5 where Vj is the voltage at the output of amplifier 3,

наибольший коэффициент пеК редачи по цепи от выхода усилител 3 через вспомогательные тензомосты 6 8 и тензоусилители 4 и 7 до входа усилител 3, the highest coefficient of transmission in the circuit from the output of the amplifier 3 through the auxiliary strain gauge 6 8 and strain amplifiers 4 and 7 to the input of the amplifier 3,

Кз коэффициент усилени усилител 3,Ks gain of amplifier 3,

опорное напр жение , reference voltage

Vo кругова частота, и; t врем . 2.Vo circular frequency, and; t time 2

Если величина К- К меньше единицы , но близка к ней, то в области максимума сигнала (2) его изменение будет происходить значительно быстрее , чем обычного синусоидального сигнала, хот в области минимума изменение идет почти так же, как у обычной синусоид л.If the value of K-K is less than unity, but is close to it, then in the region of the maximum signal (2), its change will occur much faster than the usual sinusoidal signal, although in the region of the minimum, the change is almost the same as for ordinary sinusoids l.

По этой причине при достижении деформацией максимальных значений определителю экстремума удаетс с повышенной точностью выделить момент максимума, а это позвол ет выбрать меньшую ширину импульса повышенного значени выходного напр жени источника питани тензомоста в блоке 1. В результате тензорезисторы тензомоста .в блоке 1 перегреваютс меньше , что приводит к повышению точности результатов измерений максимальных деформаций.For this reason, when the deformation reaches its maximum values, the extremum determiner can pick out the maximum moment with increased accuracy, and this allows choosing a smaller pulse width of the increased output voltage of the power supply of the strain gauge in block 1. As a result, the strain gauges of the strain gauge in block 1 overheat less leads to an increase in the accuracy of the results of measurements of maximum strain.

Предлагаемое устройство позвол ет получить более высокую крутизну сигнала определител экстремума в N раз, гдеThe proposed device allows to obtain a higher slope of the extremum determiner N times, where

xi aKCi )xi aKCi)

N N

.-KjKl.-KjKl

Примерно во столько же раз повышаетс точность определени момента достижени деформацией макси111ума.The accuracy in determining the moment of attaining a maximum of deformation is increased by approximately the same time.

Claims

Invention Formula

A device for measuring deformations containing a strain gauge, a power source of the strain gauge with electrically controlled output voltage, a determinant of the extremum of electrical signals connected to its output with a power supply, a strain gauge connected to its output of the determinant of the extremum, and an auxiliary strain gauge connected The measuring diagonal with the input of the strain amplifier, characterized in that, in order to increase the accuracy of the results of measurements of extreme deformations by reducing the overheating of the strain a hundred from the power supply, it is supplied summed; we look for amplification with two inputs, which is connected by its output to the input of the extremum determinant and one of its inputs to the output of the amplification amplifier, connected to the second input of the summing amplifier, the second strain amplifier, its own (output with power supply diagonal of the auxiliary strain gauge bridge, and a second auxiliary strain gauge bridge, connected by a measuring diagonal to the input. J of the second strain amplifier, and the diagonal of the power supply - with the output of the summing amplifier.

Sources of information taken into account in the examination 1. Strain gauges in mechanical engineering. Reference manual. Ed. Ph.D. R.A. Makarov. M., Mechanical Engineering, 1.975, p. 32, fig. 176.

five

2. USSR author's certificate in application number 2538057 / 18-21, cl. G 01 B 7/16, 10.25.77 (prototype).