SU960554A1 - Устройство дл измерени амплитуды импульсных усилий - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к электроизмерительной технике, и может найти применение при измерении механических усилий и нагрузок, действующих на различные конструкции и устройства.

Известно устройство дл  измерени  амплитуды усилий, содержащее питающий генератор, датчик Деформации, усилитель , запоминающее устройство Г1. ю

Недостатком этого устройства  вл етс  относительно низка  точность, обусловленна  возможным температурным разбалансом преобразовател , остаточными  влени ми в упругом элементе, is дрейфом усилителей и запоминающего устройства и др. Также к недостатку относитс  необходимость получени  внешнего управл ющего сигнала дл  сброса показаний при периодических из-зо мерени х усилий.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  амплитуды импульсных усилий.

Содержащее последовательно соединённые питающий генератор, преобразова- тель деформаций, усилитель, пиковый детектор и регистрирующее устройство , причем пиковый детектор выполнен на компараторе и двух ключах, первый из которых подключен через конденсатор , зашунтированный вторым ключом, кобщей шине, при этом первый вход компаратора детектора подключен к сигнальному входу, второй вход компаратора детектора подключен к выходу согласующего каскада, выход компаратора детектора соединен с управл ющим входом первого ключа 23-

Недостаток этого устройства - необходимость внешнего управл ющего сигнала дл  установки в исходное состо ние и дл  запуска устройства, что нарушает его автономность.

Цель изобретени  - обеспечение автономности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены вычитатель. 96 дополнительный компаратор, три элемента задержки, источник опорного на пр жени  и два запоминающих блока, первые входы которых подключены к выходу пикового детектора, а выходы через вычитатель к регистратору, при чем первый вход дополнительного компаратора подключен к выходу пикового детектора, второй вход - к источнику опорного напр жени , а выход - к одному из входов элемента совпадени , другой вход которого подключен к вых ду компаратора детектора, выход эл мента .совпадени  через первый, второ и третий элементы задержки соединен с управл ющим входом второго запомин юще го блока, при этом выход первого элемента задержки соединен с управл  ющим входом Первого запоминающего бло ка, а выход второго элемента задержки подключен к управл ющему входу второго ключа. На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит последователь но соединенные питающий генератор 1, преобразователь 2 деформаций, усилитель 3 и пиковый детектор 4. Пиковый детектор h состоит из первого ключа 5}. подключенного через конденсатор 6, зашунтированный вторым ключом 7, к общей шине. Первый компаратор 8, первым входом непосредственно вторым входом через согласующий каскад 9 и выходом непосредственно подключен соответственно к сигнальному входу, к выходу и к управл ющему вхо ду первого ключа 5. К выходу пиковог детектора k сигнальными входами подключены два запоминающих устройства 10 и 11, выходами соединенные через вычитатель 12 к регистрирующему устройству 13. Второй компаратор 14 подключен первым входом к выходу пикового детектора 4, и вторым входом к источнику 1.5 опорного напр жени . Выходы .компараторов 8 и 14 через элемент 16 совпадений подключены к . последовательно соединенным первому , втором у и третьему элементам 17т задержки. Выход элемента 17 задерж-. ки подключен к управл ющему входу запоминающего устройства 10. Выход элемента 18 задержки подключен к управл ющему входу второго ключа 7. Выход элемента 19 задержки подключен к управл ющему входу запоминающего устройства 11. 4 Устройство работает следующим образом . Импульс усили , воздейству  на упругий элемент, например корпус преобразовател  2, станину пресса и другие , приводит его к деформации. Возникающие деформации воспринимаютс  преобразователем 2 и модулируют в нем переменное напр жение с питающего генератора 1. Далее амплитудно-модули1рованный сигнал формируетс  по величине усилителем 3 и поступает на вход пикового детектора 4 и на первый вход компаратора 8. Перва  положительна  полуволна амплитудно-модулированного сигнала амплитудой не менее нескольких милливольт приведет к срабатыванию компаратора 8, так как в начальный момент напр жение на конденсаторе 6, а значит и на втором входе компаратора 8, равно нулю. Ключ 5 открываетс  и конденсатор 6 зар жаетс  до максимума первой положительной полуволны. После прохождени  максимума первой положительной полуволны компаратор 8 возвращаетс  в исходное состо ние, закрыва  ключ 5 так как текущее значение сигнала на первом входе ком.паратора 8 уменьшаетс  относительно запомненного значени  максимума первой положительной полуволны на конд нсаторе 6. В дальнейшем компаратор 8 и соответственно ключ 5 измен ют свои состо ни  только лишь в случае превышени  текущего значени  сигнала очередной положительной полуволны запомненного значени  напр жени  конденсатором 6. Таким образом, на конденсаторе 6 запоминаетс  максимальна  амплитуда амплитудно модулированного сигнала разбаланса преобразовател  2 при воздействии импульса усили . На первый вход компаратора 14, предназначенного дл  повышени  помехоустойчивости устройства, подключен опорный источник 15 с выходным уровнем несколько большим, чем усиленный усилителем 3 сигнал помехи, возникающий при разбалансе преобразовател  при воздействии температуры или вибрации . На второй вход компаратора 14 подключен выход пикового детектора 4, т.е. в случае превышени  напр жени  на компараторе 6 заданного выходного уровн  опорного источника 15 компаратор разрешает запуск элемента 17 задержки через элемент 16 совпадений от компаратора 8.

Выходной сигнал компаратора 8 представл ет собой пачку импульсов с частотой следовани , равной частоте питающего генератора 1, и длительностью пачки, равной длительности изменени  амплитуды сигнала от минимального до максимального значений.

Запуском элемента 17 задержки от компаратора Ij осуществл етс  внутренн   синхронизаци  работы устройства . Выходным сигналом элемента 17 задержки разрешаетс  запись в запоминающее устройство 10 максимальной амплитуды амплитудно-модулированного сигнала при разбалансе преобразовател  под воздействием импульса усили . Длительность выходного импульса элемента 17 задержки выбираетс  достаточной дл  записи мaкcимafльнo возможного сигнала с пикового детектора 4 в запоминающее устройство 10.

Задним фронтом выходного импульса элемента 17 задержки запускаетс  элемент 18 задержки. Выходной импульс элемента задержки 18 - это задержанны на врем  переходных процессов, обусловленных воздействием на упругий элемент.импульса усили , импульс с длительностью, достаточной дл  разр да конденсатора 6 ключом 7. Следовательно , после записи в запоминающее устройство 10 амплитуды импульса усили  и по истечении переходного процес-са и процесса разр да конденсатора 6 в пиковый детектор 4 записываетс  амплитуда наибольшей положительной полуволны при разбалансе преобразовател  деформации либо остаточными  влени ми в упругом элементе, либо под воздействием температуры, вибрации и т.д.

Задним фронтом выходного импульса элемента 18 задержки запускаедс  элемент 19 задержки с длительностью выходного импульса, достаточной дл  записи амплитуды наибольшей положительной полуволны при разбалансе преобразовател  2 деформации остаточными  влени ми в упругом элементе и т.д. в пиковый детектор 4 и в запоминающее устройство 11.

На первый вход вычитател  12 поступает уровень напр жени , соответствующий суммарному сигналу разбаланса преобразовател  2 при воздействии иМпульса усили  и нежелательных  влений - остаточных  влений в упругом элементе, температуры, вибрации и т.д а на второй вход сигнал разбаланса

преобразовател  только при воздействии нежелательных  влений. Причем сигналы по входам вычитател  12 поступают неодновременно с задержкой на величину времени переходного процесса системы преобразователь - упругий элемент. Следовательно, регистрирующее устройство 13 фиксирует только амплитуду импульса усили . Неодновременность поступлени  сигнала на входы вычитател  12 практически, не отражаетс  регистрирующим устройством 13 ввиду малой длительности переходного процесса, не превышающей 0,1 с, и относительно большой посто нной времени стрелочных индикаторов (в с лумае применени  цифрового отсчетного устройства его посто нна  времени искусственно увеличиваетс ).

Перезапись амплитуд последующих импульсов усили  в запоминаю1чее устройство осуществл етс  автоматически, без предварительного сброса, по сигналам управлени  с элементов задержки , благодар  малому выходному сопротивлению пикового детектора 4.,

Таким образом, применение предлагаемого устр ойства дл  контрол  усили , разиваемого оборудованием, выгодно отличает его от известных устройств автономностью, что сокращает врем  на его установку и расшир ет область его применени .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  амплитуды импульсных усилий, содержащее последовательно соединенные генератор, преобразователь деформации чувствительного элемента, усилитель, пиковый детектор выполненный на компараторе и двух ключах, первый из которых подключен через конденсатор, зашунтированный вторым ключом, к общей шине, при этом первый вход компаратора детектора подключен к сигнальному входу, второй вход компаратора детектора подключен к выходу согласующего каскада, выход компаратора детектора соединен с управл ющим входом первого ключа, регистратор и элемент совпадени , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  автономности, в него введены вычитатель, дополнительный компаратор , три элемента задержки, источник опорного напр жени  и два запоминающих блока, первые входы которых подключены к выходу пикового детектора , а выходы - через вычитатель к регистратору, причем первый вход дополнительного компаратора подключен к выходу пикового детектора, второй вход - к источнику опорного напр жени , а выход - к одному из входов элемента совладени , другой вход которого подключен к выходу компаратора детектора, .выход элемента совпа- Ю дени  через первый, второй и третий элементы задержки соединен с управл ющим входом второго запоминающего . gfio s 8 блока, при этом выход первого элемента задержки соединён с управл ющим входом первого запоминающего блока, а выход второго элемента задержки подключен к управл ющему входу второго ключа; Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство- СССР N , кл, G01 L 1/Об, 1972.
2. 2. Авторскоесвидетельство СССР № , кл. G01 L 1/00, 1978 (прототип).