Устройство для измерения усилий

0 щ 72668 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(51) М,К 52 01 Ь с присоединением заявкиГосударственный хамитеСовета Министров СССРао делам изобретенийи открытий 23) Приорите убликовано 15,09,77. Б етень53) УДК 531.781(088,8 16.09.77 ата опубликования описа(54) УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИИ Изобретение относится к области приборостроения, а именно электроизмерительной техники, и может найти применение при измерении механических усилий и нагрузок, действующих на различные конструкции и устройства,Известно устройство для измерения усилий, содержащее тензометрический датчик, соединенный с импульсным источником питания, декодирующий преобразователь компенсирующего напряжения, выполненный по схеме равномерно-ступенчатого преобразования, нуль- орган и электрочные счетчики 1.Недостатками этого устройства являются низкая точность измерения и невысокое быстродействие, что существенно ограничивает область его применения.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее тензомост, вход которого соединен с генератором несущей частоты, связанным с первым входом демодулятора, и через выпрямитель с цифроаналоговым преобразователем, выходы которого через первые входы нуль-органов соединены с входами реверсивного счетчика, соединенного с входами цифроаналогового преобразователя и входами цифрового индикатора, а выход тензомоста через второй вход демодулятора соединен со вторыми входами нуль-органов 2. Недостатком этого устроиства является относительно низкая точность измерения усилий, обусловленная существенным влиянием на результат измерения мультипликативных и аддитивных составляющих погрешностей преобразовательных блоков.Для повышения точности измерения в предлагаемое устройство введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, 10 делитель напряжен 1 ия, ячейка ИЛИ, три переключателя и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход первого переключателя, выход демодулятора подключен к 15 первым входам нуль-органов через первыйвход второго переключателя, а через делитель напряжения - ко второму входу второго переключателя, выходы нуль-органов через ячейку ИЛИ и третий переключатель подклю чены к входам второго реверсивного счетчика,выходы которого подключены к входам цифрового индикатора и к выходам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен ко второму вхо ду первого переключателя, при этом, выходгенератора несущей частоты, вход выпрямителя и первый вход демодулятора подключены ко второму цифроаналоговому преобразователю, а управляемые входы переключателей 30 подключены к выходу блока управления,На чертеже показано описываемое устрой3ство, состоящее из последовательно включенных генератора 1 несущей частоты, тензомоста 2, первого переключателя 3 и демодулятора 4, выходы которого подключены к входу делителя 5 напряжения на два и к первому входу второго переключателя 6, выход которого подключен к первым входам нуль-органов 7 и 8. Выходы последних подключены через ячейку ИЛИ 9 к средней точке третьего переключателя 10 и, соответственно, к входу сложения и входу вычитания реверсивного счетчика 11, выходы которого подключены ко вторым входам цифроаналогового преобразователя 12, а выходы последнего подключены ко вторым входам нуль-органов 7 и 8, Первый выход переключателя 10 подключен к входу сложения второго реверсивного счетчика 13, а второй выход переключателя 10 подключен к его входу вычитания. Выходы второго реверсивного счетчика 13 подключены к входам цифрового индикатора 14 и к входам второго цифроаналогового преобразователя 15, выход которого подключен ко второму входу переключателя 3, причем выход делителя 5 напряжения на два подключен ко второму входу второго переключателя 6, выход генератора 1 подключен ко второму цифроаналоговому преобразователю 15, к первому входу демодулятора и через выпрямитель 16 к первому цифроаналоговому преобразователю 12, а управляемые входы переключателей 3, 6 и 10 подключены к выходу блока управления 17.Измерение усилий в устройстве происходит в два такта. В первом такте измерения, когда переключатели 3, 6 и 10 по команде блока управления 17 установлены в положение а, при воздействии измеряемого усилия датчики тензомоста 2 изменяют свое сопротивление, вследствие чего происходит разбаланс тензомоста 2. На его выходе появляется напряжение несущей частоты, модулированное напряжением, пропорциональным деформации, Это напряжение через первый вход переключателя 3 поступает на демодулятор 4, в котором происходит выделение сигнала модулирующей частоты. С выхода демодулятора 4 сигнал, пропорциональный измеряемому усилию, поступает через первый вход переключателя 6 на первые входы нуль-органов 7 и 8,Пороги срабатывания нуль-органов 7 и 8 отличаются на один уровень квантования, Если напряжение на первых входах нуль-органов 7 и 8 увеличивается и достигает порога срабатывания нуль-органа 7, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход сложения первого реверсивного счетчика 11 и увеличивает на единицу записанное в нем число.Увеличение на единицу числа в реверсивном счетчике 11 приводит к увеличению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 12, подаваемого на вторые входы нуль-органов 7 и 8, Если же напряжение на первых входах нуль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 органов 7 и 8 уменьшается и достигает порога срабатывания нуль-органа 8, он срабатывает и выдает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 11 и уменьшает на единицу записанное в нем число, Уменьшение на единицу числа в реверсивном счетчике 11, в свою очередь, приводит к уменьшению на уровень квантования выходного напряжения цифроаналового преобразователя 12. При изменении измеряемого усилия, соответственно, с выхода нуль-органа 7 или нуль-органа 8 через ячейку ИЛИ 9 и переключатель 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 13 поступят импульсы,Во втором такте измерения переключатели 3, 6 и 10 по команде блока управления 17 устанавливаются в положение в. При этом выходное напряжение цифроаналового преобразователя 15 через второй вход переключателя 3, демодулятора 4, делитель 5 и второй вход переключателя 6 поступает на первые входы нуль-органов 7 и 8. Тогда на вычитающий вход реверсивного сигнала 13 поступают импульсы.На первый индикатор 14 поступает разность импульсов первого и второго такта измерения, Сигнал цифрового индикатора 14 пропорционален действующему усилию. Формула изобретения Устройство для измерения усилий, содержащее тензомост, вход которого соединен с генератором несущей частоты, связанным с первым входом демодулятора и через выпрямитель с цифроаналоговым преобразователем, выходы которого через первые входы нуль-органов соединены с входами реверсивного счетчика, соединенного с входами цифроаналогового преобразователя и цифрового индикатора, а выход тензомоста через второй вход демодулятора соединен со вторыми входами нуль-органов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, ячейка ИЛИ, три переключателя и блок управления, причем выход тензомоста подключен ко второму входу демодулятора через первый вход первого переключателя, выход демодулятора подключен к первым входам нуль- органов через первый вход второго переклю чателя, а через делитель напряжения - ко второму входу второго переключателя, выходы нуль-органов через ячейку ИЛИ и третий переключатель подключены к входам второго реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам цифрового индикатора и к входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен ко второму входу первого переключателя, при этом выход генератора несущей частоты, вход выпрямителя и первый вход демодулятора подключены ко второму цифроаналоговому преобразоватьЗаказ 1984/6 Изд.760 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова. и лю, а управляемые входы переключателейподключены к выходу блока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Ь" 1. Авторское свидетельство СССР303534,М. Кл Ст 011. 1/04, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР390383,М. Кл6 011. 1/22, 1973.