Устройство для измерения деформаций предварительно нагруженных конструктивных элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК п 5 6 01 В 7/18 СА ЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВ ф/ц формации. Цель изобретения - пов информативности за счет обеспече можности одновременного измере намической и статической деформа достижения цели вместо усилител мен ного тока используется диффере ный усилитель постоянного т инвертирующий вход которого пода пряжение с выхода аналогового пр вателя, подключенного к информац выходам двоичного счетчика, вход к соединен с выходом генератора им .через схему разрешения, разреш вход. которой подключен к выходу к тора, один из входов которого сое выходом дифференциального усил другой вход соединен с источником го напряжения, 1 ил,%44овательский и титут м ии. СпрМакаров, 186. Р ред. Р.А.975, с. 183 ьство ССС 16, 1976, Я ИЗМЕР АРИТЕЛ РУКТИВН ЕНИЯ ДЕЬНО НАЫХ ЭЛЕ паранен тносится к и жет использо ской и динам мерителаться ической д аоо п ретение относитсике, а именно к измстатической дефорстно устройство дл ия диой деформации, в котором тензовключен в потензометрическую тание которой осуществляется отпостоянного тока. Сигнал с тенра усиливается до необходимой усилителем переменного тока ко известное устройство не позвоодить измерение статической де; т.к, из-за наличия постоянного ия на тензорезисторе необходимо вать усилитель переменного тока. ствие схемы калибровки увеличиешность измерения,лее близким по технической сущстигаемому положительному эффекту к предлагаемому устроиству является устройство для измерения деформации, содержащее измерительные каналы, каждый из которых выпдаен.в виде тензорезистора, последовательно соединенных усилителя и источника стабилизированного тока, общий опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор калибровочного напряжения, переключатель, разделительный трансформатор, первичная обмотка КЬ- торого через переключатель соединена с генератором калибровочного напряжения.Недостатком этого устройства также является невозможность измерения статической составляющей деформации при проведении динамических испытаний.Цель изобретения - повышение информативности за счет обеспечения возможности измерениястатической и динамической я к измеерению дмации.я измерен ритель- инамий техн ской и Извеическ истор намрезсхем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛФОРМАЦИЙ ПРЕДГРУЖЕННЫХ КОНСТМЕНТОВ(57) Изобретение оной технике и моизмерении статиче источника зореэисто еличины Одна ляет пров формации напряжен использо Отсут вает погр Наибо ности и до1778511 А 1 ышение ния возния диций. Для я пере- нциальока, на ется на- еобразоионным оторого пульсовдеформации одним устройством и выборавеличины начального выходного напряжения усилителя,Цель достигается тем, что в известномустройстве усилитель переменного тока заменяется дифференциальным усилителемпостоянного тока, прямой выход которогоподключен к выходу источника тока, а инвертирующий вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, подключенного к 10информационным выходам двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через схемуразрешения, разрешающий вход которойподключен к выходу компаратора, один из 15входов которого соединен с выходом дифференциальногоусилителя, а на другой входподано опорное напряжение.На чертеже изображена блок-схема устройства. 20Устройство содержит измерительныеканалы, каждый из которых состоит из генератора калибровочного напряжения 1,необходимого для. калибровки измерительного канала перед началом измерений; переключателя 2, отключающего генераторкалибровки в процессе измерения, разделительного трансформатора 3. опорного элемента 4, величина выходного напряжениякоторого задает величину выходного токаисточника тока, управляемого напряжением 5, тензореэистора 6, который являетсяпервичным преобразователем и через который протекает ток от источника тока 5, дифференциального усилителя 7, на выходекоторого получают величину напряжения,равную разности напряжений на входахусилителя, компаратора 8, необходимогодля сравнения напряжений с входа дифференциального усилителя 7 и внешнего опорного напряжения Ооп, цифроаналоговогопреобразователя 9, преобразующего цифровой код в напряжение компенсации, поступающее на один иэ входовдифференциального усилителя 7, двоичногосчетчика 10, преобразующего последовательность импульсов, поступающих с генератора импульсов 12, в цифровой код, схемыразрешения 11, пропускающей импульсы сгенератора импульсов 12 на вход двоичногосчетчика 10 при наличии на входе разрешения разрешающего сигнала с выхода компаратора 8.Генератор калибровочного напряжения1, опорный элемент 4 и генератор импульсов 12, при реализации многоканального устройства, могут быть общими для всехизмерительных каналов.Состояние устройства перед началомпроведения измерения: двоичный счетчик 10 обнулен и на его вход импульсы с генератора импульсов 12 не поступают; на входе цифроаналогового преобразователя 9 (а следовательно и на инвертирующем входе дифференциального усилителя 7) напряжение компенсации отсутствует; падение напряжения на тенэорезисторе 6, при прохождении тока через него от источника тока 5, поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7, а с его выхода - на вход компаратора 8; на второй вход компаратора 8 подают опорное напряжение Ооп., равное по величине напряжению, которое необходимо установить на выходе дифференциального усилителя 7 перед проведением измерения; при Ооп. меньше величины напряжения на выходе дифференциального усилителя 7, на выходе компаратора 8 вырабатывается сигнал разрешения, который поступает на схему разрешения 11,В процессе измерения устройство работает следующим образом, Перед проведением измерения производят установку выходного напряжения дифференциального усилителя 7 до выборного значения, равного Ооп. Для этого включают генератор импульсов 12, импульсы с которого через схему разрешения 11 поступают нэ счетный вход двоичного счетчика 10, Цифровой код, соответствующий количеству поступающих импульсов, с выхода двоичного счетчика поступает нэ вход цифроаналогового преобразователя 9, В результате, на выходе цифроаналогового преобразователя формируется линейно нарастающее напряжение, которое поступает нэ инвертирующий вход дифференциального усилителя 7. Полярность этого напряжения должна быть такой же, кэк и на неинвертирующем входе дифференциального усилителя.На выходе дифференциального усилителя будет формироваться напряжение, величина которого равна разности падения напряжения нэ тензорезисторе 6 и напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9.При достижении выходного напряжения дифференциального усилителя величины, равной величине Ооп, произойдет переключение компаратора 8. Сигнал, сформированный на выходе компарэтора, поступая на разрешающий вход схемы разрешения 11, запрещает прохождение импульсов с генератора импульсов 12 на счетный вход двоичного счетчика 10. Счет заканчивается и выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 в дальнейшем остается неизменным.Т.о, выходное напряжение дифференциального усилителя 7 в процессе иэмере17 П 3511 Составитель А.СутырТехред М.Моргентал Корректор Редактор Т.Коляд ш Подписноеа по изобретениям и открытиямЖ, Раушская наб., 4/5 Заказ 4182 ВНИИПИ Государствен 1130иражго коми5, Моск и ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ния будет зависеть только от приращения падения напряжения на тенэорезисторе б, вызванного изменением его сопротивления вследствие деформации,Т.к, Ооп, а следовательно и начальное выходное напряжение дифференциальною усилителя, можно установить равным О, то возможно дальнейшее усиление полезного сигнала усилителем постоянного тока, что дает возможность измерять как динамическую, так и статическую составляющие деформации.Устройство цозволяет одновременно проводить измерения статической и динамической составляющих деформации, что необходимо при испытаниях предварительно нагруженных конструкций, а также выбирать начальное выходное напряжение усилителя одновременно во всех измерительных каналах, что невозможно при использовании прототипа и аналогов,Формула изобретенияУстройство для. измерения деформаций предварительно нагруженных конструктивных элементов, содержащее измерительные каналы, каждый из которых выполнен в виде тензодатчика, последовательно соединенных усилителя и источника стабилизированного тока, опорный элемент, соединенный с источником тока, генератор 5 калибровочного напряжения, переключатель, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого через переключатель соединена с генератором калибровочного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности за счет одновременного измерения динамической и статической деформаций. оно снабжено цифроаналоговым преобразователем, выход которого со единен с инвертирующим входомусилителя, двоичным счетчиком, информационные выходы которого соединены с цифроаналоговым преобразователем, схемой И, выход которой соединен с выходом двоичного счетчика, генератором импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы И, компаратором, выход которого соединен с вторым входом схемы И, а один из выходов соединен с выходом усилителя и 25 источником опорного напряжения, соединенным с вторым входом компаратора, а усилитель выполнен дифференциальным.