Устройство для определения погрешности измерения перегрузок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 937 А 01 Р 21/00 ПИСАН ТЕНИЯ ВТОРСК У ТЕЛЬ дляствтУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ЫТИИ(56) 1. Иориш Ю.И. Виброметрия. М1963, с.б 46.2. Синельников А,Е. Основныенаправления работ по созданию устновок высшей точности и эталоновметрологического обеспечения средизмерения постоянных и низкочастоных линейных ускоренийИзмеритеная техника", 1977, РЗ, с.б 0-62(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕцЕЛЕНИЯПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕИИЯ ПЕРЕГРУЗОК,содержащее три датчика перегрузоки сумматор, второй вход которогоявляется входом опорного сигнала уст.ройства, а выход служит выходомвсего устройства, о т л и ч а.ю щ. е.е с я тем, что, с целью повьыениядостоверности измерения,без прерыванияпроцесса измерения, в него дополнительно введены три фильтра, входыкоторых подсоединены к выходам датчи.ков перегрузок, и блок вычислениямодуля, входы которого подсоединенык выходам фильтров, а выход блокавычисления модуля подсоединен к первому входу сумматора.ИзобрЕтение относится к измерительной и вычислительной технике,предназначено для текущего (в процессе измерения ) определения статической погрешности измеречия перегрузок, имеющих пространственный5характер,и может найти широкое применение йри,контроле и статистическом анализе перегрузок, действующихна грузы при их транспортировке.Известны устройства для определения погрешности измерения перегрузокпринцип работы которых основан наиспользовании в качестве эталонногосигнала ускорения, создаваемого полем земного тяготения ( 1 , 15Основным недостатком известныхустройств является сложность определения погрешностей измерения.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащеетри датчика перегрузок и сумматор,второй вход которого является входом опорного сигнала устройства,а выход служит выходом всего устройства. Работа этого устройстваоснована на сравнении выходных сигналов датчиков перегрузок, преобразующих. ускорение, создаваемое полемтяготения земли с опорным сигналом,пропорциональным значению ускорения,создаваемого полем тяготения земли (2 1.Недостатком известного устройства является невозможность определения погрешностей беэ прерываь(ия процесса измерения. Это обусловлено тем, что для определения погрешности с помощью данного устройства требуется,во-первых, производить ориентацию измерительных осей датчиков так, чтобы их направление совпадало с на правлением вектора земного тяготения, в то время как в процессе измерения перегрузок пространственного характера измерительные оси датчиков сориентированы по осям, направленным под 45 углом 90друг другу, во-вторых, устранить действие всех перегрузок,присутствующих в процессе измерения, кроме действия эталона (земного тяготения ). 50Цель изобретения - повышение достоверности измерения без прерывания процесса измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения погрешности измерения перегрузок, содержащее три датчика перегрузок и сумматор, второй вход которого является входом опорного сигнала устройства, а выход служит выходом всего устройства, введены три Фильтра, б 0 входы которых подсоединены к выходам датчиков перегрузок, и блок вычисления модуля, входы которого подсоединены к выходам фильтров, а выход к первому входу сумматора. 65 Блок ориентирования измерительных осей датчиков перегрузок и двасумматора исключены,На каждые из трех датчиков перегрузок в процессе измерения действует сумма двух составляющих, первойиз которых является перегрузка, создаваемая объектом исследования (например, транспортным средством, еслиисследуются перегрузки, возникающиев процессетранспортировки ), а второйрезультат действия вектора земноготяготения ф . Предлагаемое устройство базируется на использовании воздействия земного тяготения в качестве постоянно действующего тестового .сигнала (эталона ) на систему датчиков перегрузок.Составляющие земного тяготенияявляются медленно изменяющимися сигналами Эти изменения связаны с изменением ориентации системы датчиковвызванной, например, наклонами транспортного средства при исследованиипроцессов транспортировки, Составляющие же от воздействия объекта исследования (транспортного средства)являются быстропеременными (например,результат взаимодействия неровностейпути и транспортного средства).Наоснованир этого свойства можно выделить составляющие земного тяготенияс помощью фильтров нижних частот. Принцип работы предлагаемого устройства основан на сравнении известного модуля вектора ускорения, создаваемого земным тяготением, с егозначением, вычисленным через выходные сигналы датчиков,На фиг,1 представлена схема пред-,лагаемого устройства, на фиг.2структурная схема блока. вычислениямодуля.устройство. содержит три датчика1,2 и 3 перегрузок, три Фильтра 4,5и б нижних частот, входы которыхподсоединены к выходам датчиков 1,2 и 3 перегрузок, блок 7 вычислениямодуля, входы которого подсоединенык выходам Фильтров 4,5 и б, сумматор8, первый вход которого подсоединенк выходу блока 7, второй вход является входом опорного сигнала всегоустройства, а выход служит выходомвсего устройства.Устройство работает следующим образом. Сигналы, пропорциональные составляющим измеряемой пространственной перегрузки, поступают с выходов датчиков 1,2 и 3 перегрузок на выходы Фильтров нижних частот, которые выделяют составляющие 1 Ь 2 . ЪЗ ускорения, создаваемого земным тяготением. Составляющие Ъ, Ъ , Ь1041937 ство (в вел иост енно Предлагаемое устроназначено для текущегизмерения ) определенихарактеризующей погрешперегрузок пространстра. предроцес чины,изме го хар ния теение в составедлагаемогощественноизмерительной,роки поискастей датчиущественноо-техническиеизмеряющихнного характеТаким обра измерительных устройства по повысить дост информации, с и устранения ков и, в реэ улучщить эксп рактеристик регрузки првклюсистем иволяет сверностькратитьеисправнльтате,уатационсистем,странств ха пе ра Составитель Н. МараховскаяРедактор Л. Алексеенко Техред Т.фанта Корректор А. Дзятко 73 Помитета СССРоткрытийкая наб., д. Заказ 7119/45 Тираж ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,илиал поступают на входы блока 7, которыйвычисляет значение модуля к х) Очевидно, если датчики преобразуют величины действующих на них ускорений с некоторой погрешностью, то значение ,вычисленное через выходные сигналы датчиков, отличается от истинного значения модуля вектора )О земного тяготения ф . Сигнал ц поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого поступает опорный сигнал - , пропорциональ- . ный истинному значению модуля векто ра ф . Сумматор 8 вычисляет и выдает на выход значение д= " - о, Величих ь г на характеризует погрешйость измерения пространственной перегрузки.Рассмотрим реализацию блока 7 вычисления модуля.Этот блок реализует функцию, описываемую уравнением ( 1 ). Блок 7 (фиг.2 ) содержит три блока 9,10 и 11 возведения в квадрат, сумматор 8, блок 12 извлечения квадратного корня. Входами устройства являются входы блоков 9,10 и 11, выходы которых подсоединены к входам сумматора 8. Выход сумматора 8 подсоединен к входу блока 12, выход которого является выходом устройства,Блок 7 работает следующим образом.Сигналы Ь. Ь , Ь поступают навходы блоков 9,10 и 11, которые воз-.водят поступающие сигналы во вторуюстепень и выдают на входы сумматора8 сигналы Ь, Ь 2, Ъ 2 З. Сумматор 8вычисляет зйачение Ь + Ъ+ ЬБлок 12 вычисляет в соответствии свыражением ( 1 ) величину