Устройство для измерения механического импеданса объектов, имеющих собственную подвижность

Союз СоввтскикСоциалистически кРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 894371(23)Прнорнтет(51)М. Кл,6 01 Н 29/00 Рвударстююй квнктвт СССР вв декан кзобрвтвнкй н опрыткй(22) Авторы изобретения ециальное конструкторское бюро Всес центрального научно-исследовательскинститута охраны труда ВЦСПС(5 Ь) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА ОБЪЕКТОВ, ИМЕЮЩИХ СОБСТВЕННУ ПОДВИИНОСТЬен ля я тем, едоваИзобретение относится к вибрационной технике и предназначено дизмерения механического импедансабиологических объектов,Известно устройство для измеренияимпеданса, содержащее регистратор модуля, последовательно соединенные акселерометр с интегрирующим предусилителем и последовательно соединенные генератор, усилитель мощности,вибратор, состоящий из корпуса,электромагнита, жестко закрепленногов нем, подвижной части (вибростола),закрепленной в корпусе с помощью упругого подвеса, и катушки с обмоткой,расположенной между полюсами электромагнита., датчик силы, предусилитель,схему компенсации масс, ко второмувходу которой подсоединен акселерометр и последовательно соединенныес генератором фазометр и регистраторфазы, кроме того, содержит двухлучевой осциллограф, один выход которогосоединен с выходом интегрируоцего предусилителя, второи вход соединс выходом схемы компенсации масс, авыход соединен с,регистратором модуля, й датчик смещения, выход которогосоединен с входом тензостанции 111.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность, обусловленная тем, что усилия, полностью передающиеся исследуемым объектом в процессе измерения на датчик силы, вызваны не только вибровозбуждением, нои усилиями от объекта, которые существуют независимо от вибровозбуждения. В случае измерения входного импеданса руки оператора таким усилиембудет неравномерное нажатие на рукоятку, имитирующую рукоятку инструмента.От действия этой силы на выходе датчика силы возникает сигнал, которыйуменьшает точность измерения,Цель изобретения - повышение точности измерения,Указанная цель достигаетсчто устройство снабжено послФормула изобретения тельно соединенными интегратором и схемой компенсации упругости, выход которой соединен с входами регистратора модуля и фазометра, второй вход с выходом схемы компенсации массы, а вход интегратора - с входом интегрирующего предусилителя, и датчик силы расположен между вибросто" лом и катушкой.Кроме того, схема компенсации упругости выполнена в аиде последовательно соединенного инвертора, делителя и сумматора,На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения импеданса; на Фиг.2 - схема блока компенсации упругости. Устройство содержит регистратор 1модуля, последовательно соединенныйакселерометр 2 с интегрирующим предусилителем 3. Устройство также содержит генератор 4, усилитель 5 мощности, вибратор, состоящий из корпуса б,электромагнита 7, жестко закрепленного в нем, вибростола 8, закрепленногов корпусе 6 с помощью упругого подвеса 9, и катушки 10 с обмоткой 11,расположенной между полюсами электромагнита 7, В состав устройства входятпоследовательно соединенные датчик12 силы, расположенный между вжбростолом 8 и катушкой 10, предусилитель13, схема 14 компенсации масс. Устройство содержит последовательно соединенные с генератором 4 фазометр 15и регистратор 16 фазы. Устройство также снабжено последовательно соединенными интегратором 17 и схемой 18компенсации упругости, На вибростоле8 закреплен переходник 19 с расположенным на нем объектом 20 измерения,Схема компенсации упругости выполнена в виде последовательно соединенныхинвертора 2 1, делителя 22 и сумматора 23,Устройство работает следующимобразом.Генератор 4 через усилитель 5 мощности возбуждает вибростол 8 на требуемой частоте. Расположенный навибростоле 8 переходник 19 передаетвиброусилие на измеряемый объект 20,Сигнал с датчика 12 силы и акселеро.метра 2 поступает в предусилители 3и 13, На выходе интегрирующего предусилителя 3 с интегрированием образуется сигнал вибросилы, используемый на входе фазометра 15 и дляуправления генератором 4 с целью 5 о 15 20 25 ЭО Э 5 40 4 ЗО поддержания постоянного уровня виброскорости переходника 19, а также для получения путем его интегрирования на интеграторе 17 сигнала вибросмещения вибростола 8, Датчик 12 помимо силы, вызванной взаимодействием измеряемого объекта 20 и переходника 19, измеряет силу, необходимую для приведения в движение всех движущихся масс, состоящих из переходника 19, акселерометра 2, вибростола 8, катушки 10, обмотки 11 и датчика 12, а также силу прогиба упругой подвески 9, Эти дополнительные составляющие исключены из общего сигнала для получения сигнала, соответствующегоо взаимодействию переходника 19 и измеряемого объекта 20. Схема 14 компенсации масс вычитает из сигнала датчика 12 силы ту часть, которая вызвана приведением в движение движущихся масс, Схема 18 компен" сации упругости вычитает из сигналя датчика 12 силу от прогиба упругого подвеса 9, которая пропорциональна величине смещения вибростола 8.Схема 18 компенсации упругости состоит из инвертора 21, делителя 22 и сумма" тора 23. На вход инвертора 21 поступает сигнал вибросмещения с интегратора 17 и инвертируется, а затем делится делителем 22, При помощи сумматора 23 из сигнала датчика 12 силы вычитается сигнал, пропорциональный силе, прогибающей упругий подвес 9.После вычитания составляющих от движения масс и прогиба упругости подвеса с использованием соответственно схемы 14 компенсации масс и схемы 18 компенсации упругости из сигнала датчика 12 силы получаем сигнал, пропорциональный силе .взаимодействия руки и переходника, который используется для получения сигнала фазы на Фазометре 15 с этого сигнала на регистраторе 16 Фазы и для записи его уровня на регистраторе 1 уровня.Использование предлагаемого уст" ройства позволяет повысить точность измерения импеданса биологических объектов за счет снижения влияния изменяющихся характеристик измеряемого объекта на импеданс объекта. 1. Устройство для измерения механического импеданса объектов, имею"5 89371 ВВИ Тира щих собст венную под вижност ь, содержащее регистратор модуля, последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, вибратор, состоящийиэ корпуса, электромагнита, жесткозакрепленного в неи, вибростола,закрепленного в корпусе с помощьюупругого подвеса, и катушки с обмот"кой, расположенной с поиощью упругого подвеса, и катушки с обмоткой,расположенной между полюсами электромагнита, датчик силы, предусилитель, схеиу компенсации иасс, ковторому входу которой подсоединенакселероиетр, и последовательно соединенные с генераторои фазоиетр и ре.гистратор фазы, о т л и ч а ю щ е е "с я тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено последовательно соединенными интегратором филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектна и схемой коипенсации упругости, выходкоторой соединен с входами регистратора модуля и фазометра, второй входинтегратора - с выходом схемы кому пенсации массы, а вход интеграторас выходом интегрирующего предусилителя, и датчик силы расположен междувибростолом и катушкой,2. Устройство по и.1, о т л и " 1 в ч а ю щ е е с я тем, что схема ком, пенсации упругости выполнена в видепоследовательно соединенных инвертора, делителя и сумиатора. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС, Сборник. И., Проф"издат, 1976, вып. 101, с, 52-58ЗФ (прототип),