SU974109A1 - Тензометрическое устройство (его варианты) - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам дл  измерени  механических деформаций.

Известно тензометрическое уст ройство , содержащее тензомост, подключенный к нему источник переменного напр жени  и аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу тензомоста, а опорное напр жение на. него подано от источника питани  тензомоста 1.

Недостатками этого устройства 1рл ютс  незащищенность от высокочастотных полей,наводимых на линии,, соедин ющие тензомост с остальными элементагли устройства, и на линии подачи опорного напр жени  от источника питани  на аналого-цифровой преобразователь , а также недостаточна  точность измерений вследствие того, что опорным напр жением, -подаваемыг на аналого-цифровой преобразователь,  вл етс  выходное напр жение источника питани , отличающеес  от фактического напр жени  на входе тензомоста .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  тензометрическое устройство, содер

жащее источник питани , подключенный к Her-iy тензомост, первьй ключ, соединенный первым входом с выходом тензомоста, первый интегратор, первый вход которого соединен с выходом первого ключа, первый аналого-цифровой преобразователь,- первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, блок управлени , первый

10 выход которого соединен со входом источника питани , второй выход со вторым входом первого интегратора , третий вых.од - со вторым вxoдo . аналого-цифрового преобразовател  f2j,

15

Однако у известного устройства недостаточна  точность измерени  вследствие того, что фактически напр жение на входе тензомоста отличаетс  от выходного напр жени  источ20 ника питани  на величину падени  :напр жени  на линии, -соедин кщсй источник питани  со входом тензомоста . Погрешность измерени  возникает еще и вследствие вли ни  на .ре25 зультат измерени  нестабильности источника питани , так как выходной сигнал известного устройства пропорционален абсолютному значениювыходного сигнала тензомоста, а не его

Claims (2)

1. 30 отношению к питающему тензомост напр жению , что соответствовало бы реальному относительному изменению соп ротивлепн  тенэорезисторов., Цель изобретени  - повьиаение точности из1лерений. Поставленна  цель в первом париан те устройства достигаетс  тем, что тенэометрическое устройство, содержащее источник питани , подключенный к нему тензомост, первй ключ, соединенный .первым входом с В1лходом тензомоста, первый интегратор,, первы вход которого соединен с выходом пер вого ключа, аналого-цифровой преобра зователь, первый вход которого соединен с выходом первого интеграторгд , блок управлени , первый выход которого соединен со входом источни ка питани , второй выход - с вторым входом первого интегратора, третий выход - с вторым входом аналого-циф рового преобразовател , снабжено вторым ключом, первый вход которого соединен со входом тензомоста, и вторым интегратором, первый вход которого соединен с выходом второго ключа, второй вход - с вторым выходом блока управлени , а выход с третьим входом, аналого-цифрового преобразовател , ачетвертый выход блока управлени  соединен со вторыми входами первого и второго ключей Поставленна  цель по второму варианту устройства достигаетс  тем, что тензометрическое устройство, содержгицее источник питани , подключенный к нему тензомост, первый аналого-цифровой преобразователь, блок управлени , первый выход которого соединен с входом источника питани  а этороЯ - с первым входом первого аналого-цифрового преобразовател , снабжено вторым аналого-цифровым преобразователем, первый вход которо го подключен ко, второму выходу блока управлени , а второй вход - к входу тензомоста, и вычислительным блоком первый вход которого соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразовател , второй вход - с выходом второго аналого-цифрового преобразовател , третий вход - с третьи выходом блока управлени , а выход тензомоста подключен ко второму входу первого аналого-цифрового преобра зовател . На фиг. 1 и.2 приведены структурные схемы первого и второго варианJTOB тенэометриче-ского устройства соответственно на фиг. 3 - временные диаграммы работы первого варианта тензометрического устройства. Тензометрическое устройство (фиг содержит источник 1 питани , подключенный к нему тензомост 2, первый ключ 3,, соединенный: первым входом с выходом тензомоста 2,первый интегратор 4, состо щий из операционно го усилител  5 и параллельно подключенных к нему двух перекидных клю чей б и 7, и интегрирующей емкости 8, первый вход интегратора 4 соединен с выходом первого ключа 3, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 9, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора 4, блок 10 управлени , первый выход которого соединен с входом источника 1 питани , второй выходблока 10 управлени  соединен с вторым-входом первого интегратора, а третий выход - с вторым входом аналого-цифрового преобразовател  9, Устройство содержит такке:второй ключ 11, первый вход которого соединен с входом тензомоста 2, и второй интегратор 12,состо щий из операционного усилител  13 и параллельно подключенных к нему двух перекидных .ключей 14 и 15интегрирукхцей емкости 16. Первый вход интегратора 12 соединен с выходом второго ключа 11, второй вход - с вторым выходом блока 10 управлени , а выход - с третьим входом аналого-цифрового преобразовател  9, а четвертый выход блока 10 управлени  соединен со вторыми бхрдами ключей 3 и 11. Устройство работает следуюцим образом. На период t - 13 от источника 1 питани  на вход тензомоста 2 поступает перва  полуволна питающего напр жени  (фиг. За), ключи 6 и 7, коммутирующие емкость 8, и ключи 14 и 15, коммутирующие емкость 16, устанавливаютс  по сигналу блока 10 управлени  в нормально замкнутое состо ние (НЗ). После окончани  переходных процессов в цеп х, св занных с тензомостом, в момент времени t на период t,j - tj по сигналу от блока 10 управлени  замыкаютс  ключи 3 и 11 (фиг.36). Происходит одновременное интегрирование интегратором 4 первой полуволны выходного напр жени  тензомоста , и интегратором 12 - первой полуволны напр жени  питани  тензомоста (фиг. Зв и Зг) . Вместе с полезными сигналами происходит интегрирование помех и дрейфов нул  операционных усилителей 5 и 13. В момент t включаютс  ключи 3 и 11, отсоедин   входы интеграторов от тенэомоста, ключи б, 7, 14 и 15 переключаютс  в нормально разомкнутое состо ние (НР), точки подключени  емкостей 8 и 16 мен ютс  местами и напр жени  на выходах интеграторов мен ют знак, В период ц - tpHa вход тензомоста 2 поступает втора  полуволна пита эщего напр жени  противоположной пол рности (фиг. За). Выходное напр жение тензомоста мен ет знак, а энаки ЭДС помех и дрейфов нул  операцпонныХ усилителей сохран ютс  прежними ., После окончани  переходных процессов в цеп х, св занных с тензомостом , а момент времени t на период t - tj- по сигналу блока 10 управлени  замыкаютс  ключи 3 и 11 (фиг. Зб), и продолжаетс  интегрирование соответствующих сигналов в течение периода t - tj-. Результат интегрировани  дрейфов нул  операционнных усилителей и ЭДС помех, неизменных по уровню и знаку, в период времени t - ty- равен нулю (фиг.Зд) В момент времени t ключи 3 и 11 размыкаютс , входы интеграторов 4 и 12 отключаютс  от тензомоста 2, и интеграторы продолжают работать в ре жиме запоминани  полученного резуль тата. В момент ty по сигналу от блока 10 управлени  АЦП 9 производит измерение выходного сигнала интегратора 4, использу  выходное напр жение интегратора 12 в качестве опорного . После окончани  аналого-цифрового преобразовани  с выхода АЦП 9 снимаетс  .код пропорциональный отношению выходного сигнала тензомоста 2 к фактически питающему тензомост 2 напр жению. Тензометрическое устройство (фиг содержит источник 1 питани /подключенный к нему тензомост 2, первый аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 управлени , первый выход которого соединен со входом источника питани , а второй - с первым входом АЦП 9, второй аналого-цифровой преобразователь АЦП 17,. первый вход которого подкл1зчен ко второму выходу блока 10 управлени , а второй вход - к входу тензомоста 2, вычисли тельный блок 18, первый вход которого соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразовател , второй вход - с выходом второго аналогоцифрового преобразовател  17,третий вход - с третьим выходом блока 10 управлени , а выход тензомоста 2 подключен ко второму входу первого аналого-цифрового преобразовател  9 Устройство (второй вариант) работает следун цим образом. После окончани  переходных процессов , св занных с подачей или изменением пол рности напр жени  пита ни  тензомоста 2, по сигналу от бло ка 10 управлени  происходит одновре менное измерение выходного сигнала тензомоста 2 и напр жени  на его вхо де при помощи А1Щ 9 и АЦП 17 соответ ственно. После окончани  процесса аналого-цифрового преобразовани  Л1Щ 9 и АЦП 17, по сигналу от блоха 10 управлени  цифровой вычислительный блок 18 производит операцию I делени  значени  выходного кода АЦП 9 на значение выходного кода АЦП 17. Результат делени  поступает на выход тензометрического устройства , в виде цифрового кода, пропорционального отношению выходного сигнала тензомоста 2 к фактически питающему тензомост 2 напр жению. Применение предлагаеьюго изобретени  позвол ет повысить точность измерени  что особенно важно при многокальной тензометрии крупных и значительно удаленных от станции измерени  объектов. Формула изобретени  1.Тензометрическое устройство, содержащее источник питани ., подключенный к нему тензомост, первый ключ, соединенный первым входом с выходом тензомоста, первый ин.тегратор , первый вход которого соединен с выходом первого ключа, аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, блок управлени , первый выход которого соединен со входом источника питани , второй выход - с вторим входом первого интегратора , третий выход - с вторым входом аналого-цифрового преобразо- . вател , отлища ющеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, оно снабжено вторым ключом, первый вход которого соединен со входом тензомоста, и вторым интегратором, первый вход которого соединен с выходом второго ключа, второй вход - с вторым выходом блока управлени , а выход - с третьим входом аналого-цифрового преобразовател , а четвертый выход блока управлени  соединен со вторыми , входами первого и второго ключей . 2.Тензометрическое устройство, содержащее источник питани , подключенный к нему тензомост, первый ; аналого-цифровой преобразователь, блок управлени , первый выход которого соединен со входом источника питАни , а второй - с первым входом первого аналого-цифрового преобразовател , отличающеес  тем, что оно снабжено вторым ангшого-цифровым преобразователем, первый вход которого подключен ко второму выходу блока управлени , а второй вход к входу тензомоста, и вычислительным блоком, первый вход которого соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразовател , второй вход с выходом второго аналого-цифрового преобразовател , третий вход - с третьим выходом блока управлени , а выход тензомоста подключен ко второ-.

   му входу первого аналого-цифрового преобразовател .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1 . Авторскоесвидетслп.ство СССР

   № 292058, кл. G01 ГЗ 7/16, 1971.
2. 2. Авторскоесвидетельство СССР

   № 572643, кл. G01 В 7/16, 1977 (прототип).

   6ыхо8