Устройство для измерения усилий

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 01 ь 1/г ОМИТЕТ ССИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ИЕ ИЗОБРЕТ ПИСАНАВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(61) (21) (22) (46) (72) тельский инсти трукций Госстр тут ,ССС (53 5726693530659/18"1006.01.8328.02.84, Бюл.А.Н.ГуржийНаучно-исследотроительных ко531.781(088.8)(54 ) (57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИБРЕНИЯУСИЛИЙ . по авт.св. У 572 бб 9,о т л ич а ю щ е е с я там, что, с целЬюповышения достоверности результатовизмерения, в нем блок управления выполнен в виде последовательно соединенных датчика температуры, ключа,пикового детектора и компаратора,причем второй вход компаратора нод"ключен к выходу датчика температуры,а выход комнаратора - к управляющимвходам ключа и переключателя.Изобретение относится к приборостроению, а именно к электроизмерительной технике, и может найти применение при измерении механических усилий и нагрузок на различные конструкции5По основному авт,св. Ф 572 бб 9 устройство для измерения усилий, содержащее тензометрический мост, выход которого соединен через переключатель с демодулятором, генератор несущей частоты, подключен- ный к другому входу демодулятора, входу тензомоста и через выпрямительк циФроаналоговому преобразователю, выходы которого подключены к первым 15 входам нуль-органов, выходы нуль- органов соединены с входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к входам цифроаналогового преобразователя, а выход демодуля тора соединен с вторыми входами НУль-органов, и блок управления.Периодическая коррекция аддитивной погрешности, обусловленной дрейфом нуля электронных блоков, в из.- 25 вестном устройстве осуществляется через определенные, заранее заданные промежутки времени (циклы коррекции) по сигналам, поступающим от блока управления, Однако известно, что основным фактором, влияющим на величину,дрейфа нуля электронных блоков, является изменение температуры окру" жающей среды, что в известном устройстве приводит к появлению погрешности и уменьшает достоверность результатов измерения, так как в нем циклы коррекции не зависят от измерения этой температуры.Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения. . 40Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения усилий блок управления выполнен в виде последовательно соединенных датчика температуры, ключа, пикового детектора и компаратора, причем второй вход компаратора подключен к выходу датчика температуры, а выход компаратора - к управляющим входам ключа и переключателя.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство состоит из тензомоста 1,генератора 2 несущей частоты, демодулятора 3, выпрямителя 4, цифроаналогового преобразователя 5, пе реключатель б, нуль-органов 7 и 8, реверсивного счетчика 9, регистра 10, сумматора 11 с регистратором 12, датчика 13 температуры, компаратора 14, ключа 15 и пикового детектора 1 б,бОУстройство работает следующим образом.При воздействии измеряемого усилия тензорезисторы тенэомоста 1 изменяют свое сопротивление, вследствие 65 чего происходит разбаланс тензомоста1 и на его выходе появляется напряжение несущей частоты, модулировачноенапряжением деформации, Это напряжение поступает через переключатель б,находящийся в положении А на демодулятор 3, в котором происходит выделение сигнала модулирующей частоты.Сигнал на выходе демодулятора 3, пропорциональный .измеряемому усилию,поступает на первые входы нуль-органов 7 и 8,Пороги срабатывания нуль"органов7 и 8 отличаются на один уровеньквантования. Если напряжение с выхода демодулятора 3 увеличивается и достигает порога срабатывания нуль-ор-гана 7, последний срабатывает и выдает импульс, который поступает навход сложения реверсивного счетчика9 импульсов и увеличивает на единицузаписанное в нем число, а это приводит к увеличению на уровень квантования выходного напряжения.цифроаналогового преобразователя 5, подаваемого на вторые входы нуль-органов7 и 8. Если же напряжение с выходадемодулятора 3 уменьшается и достигает порога срабатывания нуль-органа 8,последний срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 9 импульсов и уменьшает на единицу записанное в нем число. Уменьшение наединицу числа в реверсивном счетчике9 импульсов приводит к уменьшению науровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 5.В процессе измерения при достижении выходным напряжением смдемодулятора 3 порога срабатывания нульорганов 7 и 8 имеет место равенствонапряжений П, = П д(С д - выходноем цднапряжение цифроаналогового преобразователя 5). Йапряжение Ч дпропорционально текущему значению кода Б,записанному в реверсивном счетчике9 импульсов, и напряжению питанияцифроаналогового преобразователя 5,т.е,Ид= КК Б 0где Пвыходное напряжение генератора 2 несущей часК 4, К - соответственно коэфФициенты преобразования выпрямителя 4 и цифроаналогового преобразователя 5,Напряжение П на выходе демодулятора 3 для случая, например, изменения усилий по схеме полного тензомоста 1 будет равноЗаказ 733/39 Тираж 823. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 где К ,К - соответственно коэффициенты преобразованиятензомоста 1 и демодулятора 3;Н,дВ - соответственно значенияактивного сопротивленияи приращения активногосопротивления тензорезисторов тензомоста 1.Подставив выражения (1) и (2) в равенство Н = НП и выполнив необхо-. 10 димые преобразования, получим выражение для уравнения измерения устрой- ства из которого следует, что текущее зна" чение кода н в реверсивном счетчике 9 импульсов, которое индицируется цифровым индикатором 12, в каждый момент времени оказывается пропорциональным измеряемому усилию.Коррекция дрейфа нуля устройства осуществляется следующим образом. После его включения перед началом работы срабатывает компаратор 14, который устанавливает переключатель б в положение В , замыкает ключ 15 и устанавливает регистр 10 в нулевое состояние. В результате этого вход уст- З 0 ройства оказывается заземленным и измеренные значения дрейфа нуля электронных блоков представляются из ре- . версивного счетчика 9 в регистр 10, где оно и хранится до следующего цик" 35 ла коррекции. Одновременно пиковым детектором 16 запоминается значение выходного напряжения датчика 13 температуры. " 40 После этого переключатель б снова устанавливается в положение А, аключ 15 размыкается. В дальнейшем в процессе работы устройства кодовое зиа.чение напряжения дрейфа нуля электро.нных блоков устройства подается в обратном коде сумматора 11, где производится его вычитание из результатов измерения, чем обеспечивается исключение аддитивной погрешности, которая обусловлена дрейфом нуля электронных блоков устройства.При изменении температуры коружающей среды изменяется напряжение на выходе датчика 13 температуры, кото-рое сравнивается компаратором 14 сранее запомненным (с помощью детектора 16) выходным напряжением датчика 13 температуры. Если напряжение с выхода датчика 13 температуры становится больше, чем с выхода пикового детектора 16, срабатывает омпаратор 14, в результате чего переключатель 6 устанавливается в положение В, замыкается ключ 15, а регистр 10 устанавливается в нулевое состояние. Вход устройства оказывается .снова заземленным и вновь измеренное устройством значение напряжения дрейфа нуля электронных блоков переписывается из реверсивного счеТчика 9 импульсов в регистр 10, где оно снова хранится до следующего цикла коррекции. Одновременно с помощью пикового детектора 1 б запоминается новое значение выходного, напряжения датчика 13 температуры, После этого переключатель б устанавливается в положение А, ключ 15 размыкается и работа устройства повторяется,Таким образом, в предлагаемом устройстве коррекция аддитивной погрешности, обусловленной напряжением дрейфа нуля электронных блоков, происходит при изменении температуры окружающей среды. Это исключает воэможность появления погрешности измерения между циклами коррекции, что повышает достоверность результатов измерения.