Измерительное устройство для определения предела пропорциональности к испытательным машинам

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК За) С 01 М 3/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОГО/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1, Авторское свидетельство СССРй 765694, кл. О О 1 М 3/00, 1978.2, Авторское свидетельство СССРИ 810610, кл. а 01 И 3/06, 1978(5 Й)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ.УСТРОЙСТВОДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА.ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ К ИСПЫТАТЕЛЬНЫМ МАШИНАМ, содержащее блок сравнения, два параллельных канала, состоящих соответственноиз, датчиков усилия и деформации сусилителями, выходы которых соеди-.нены соответственно с .неинвертирующим и инвертирующим входами блокасравнения, и регистратор, вход ко.торого соединен с усилителем датчиьЯО 1021980 Ъ ка усилия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности определения . предела пропорциональности, оно снаб: кено дифференцирующим блоком, вход которого соединен с выходом блока сравнения, аналоговым запоминающим блоком, вход которого соединен с вы" ходом дифференцирующего,блока, формирователем сигнала запуска, вход которого соединен с выходом усилителя датчика деФормации, а выходс вторым входом аналогового запоми" нающего блока, дифференциальным уси. лителем, инвертирующий и неинвертирующий входы, которого соединены соответственно с входом и выходом аналогового запоминающего блока., и формирователем сигналов управления, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход - с вторым входом регистратора1021980 35 Изобретение относится к испытательной техйике, а именно к измерительнцм устройствам для определения предела пропорциональности киспытательным машинам,Известно устройство для определения предела пропорциональности,содержащее источник питания, гене"ратор питающего напряжения, дифференциальные датчики усилия и деформации, обмотки которых соединены систочником питания через генераторпитающего напряжения, фильтры,усилители, составляющие параллельныеканалы, трансформаторы, первичныеобмотки которых соединены с соответствующими усилителями, диоды,аноды которых соединены соответственно с одним из.концов вторичныхобмоток трансформаторов, установленные последовательно с катодамидиодов, ВС-ячейку и потенциометри. ческий делитель, соединенный с источником питания, резисториый"делитель напряжения, вход которого связан с вторым концом вторичной обмотки трансформатора, блок сравнениясигналов датчиков, соединенный свыходом резисторного делителя напряжения, индикатор и переключатель 1 1 ).Наиболее близким к изобретению.по технической сущности являетсяизмерительное устройство для опреде.ления предела пропорциональности киспытательным машинам, содержащееблок сравнения, два параллельныхканала, первый из которых состоит изпоследовательно соединенных датчика усилия, усилителя, детектирующего узла, сглаживающего фильтра, ал-гебраического сумматора и аттенюатора, а второй - из последовательно соединенных датчика деформации. аттенюатора, усилителя, детектирующего узла, сглаживающего фильтраи алгебраического сумматора, причемвыходы усилителей указанных каналовсоединенц соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входамиблока сравнения и регистратор, вход. которого соединен с усилйтелем датчика усилия 2 3,Общими недостатками этих устройствявляются низкая точность определения предела пропорциональности изза визуального контроля по показаниям регистратора - стрелочного ин"дикатора и низкая производитель 2ность испытаний, обусловленная необходимостью проведения предварительных экспериментов для определениямаксимального усилия разрушения материалов с неизвестными характеристиками, а также проведения неоднократных предварительных нагружений для балансировки устройства.Целью изобретения является повы. шение точности определения пределапропорциональности и производительности испытаний,Указанная цель достигается тем,15что устройство для определенияпредела пропорциональности к испытательным машинам, содержащее блоксравнения, два параллельных канала,состоящих соответственно из датчиков усилия и деформации с усилителями, выходы которых соединены соот-ветственно .с неинвертирующим и кнвертирующим входами блока сравнения,и регистратор, .вход которого соединен с усилителем датчика усилия,5снабжено дифференцирующим блоком,вход которого соединен с выходом блока сравнения, аналоговым запоминающим блоком, вход которого соединен с выходом дифференцирующегоблока, Формирователем сигнала запуска, вход которого соединен свыходом.усилителя датчика деформации, а выход - с вторым входом аналогового запоминающего блока, дифФеренциальным усилителем, инвертирующий и неинвертирующий входы кото. рого соединены соответственно с входом и выходом аналогового запоминающего блока и Формирователем сиг 4 Оналов управления, вход которого соединен с выходом дифференциальногоусилителя, а выход - с вторым входомрегистратора,На Фиг. 1 приведена функциональ ная схема предлагаемого измерительного устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы.Измерительное устройство для определения предела пропорционально сти содержит два параллельных канала, каждый из которцх образованпоследовательно соединенными датчиком 1 усилия и усилителем 3, а второй состоит из датчика 3 деформа ции и усилителя 4, причем выход усилителя 2 соединен с неинвертирующимвходом блока 5 сравнения, а выходусилителя 4 - с инвертирующим входом блока 5 сравнения и входом фор3 1021мирователя 6 сигнала запуска, состоящего из порогового устройства1 и ждущего мультивибратора 8, Вы.ход блока 5 сравнения соединен свходом дифференцирующего блока 9,подключенного выходом к входу ана-.логового запоминающего блока 10 иинвертирующему входу дифференциального усилителя 11, неинвертиру,ющий вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего блока10, вход запуска которого подключенк выходу формирователя 6 сигналазапуска, а выход через формирователь12 сигнала управления, состоящий изпоследовательно соединенных порогового устройства 13: и ждущего мультивибратора 14, соединен с входом управления регистратора 15, вход которого подключен к выхЬду усилителя 2,Измерительное устройство работает следующим образом,Образец помещают в захваты испытательной машины (не показана). Установив на него датчики 1 и 3, производят балансировку усилителей 2и 4 таким образом, чтобы обеспечитьнулевую компенсацию сигналов с выходов датчиков .1 и 3 в отсутствии нагружения, и затем прикладывают к образцу линейно возрастающую силу, Приэтом на выходе усилителя 2 сигналас датчика 1 усилия появляется линейно возрастающий сигнал А 1 (фиг.2),а на выходе усилителя 4 сигнал сдатчика 3 деФормаций - сигнал А 2,пропорциональный деформации образца(фиг. 2), Сигналы с выхода усилйтелей 2 и 4 поступают на неинвертирующий и инвертирующий входы блока5 сравнения соответственно. На выходе блока 5 сравнения формируетсясигнал, пропорциональный разностисигналов на его входах, который дифференцируется блоком 9, При нагружении образца в пределах действиязакона Гука сигнал на выходе блока5 сравнения является линейно возрастающим и, следовательно, на выходе дифференцирующего блока 9 поддерживается сигнал постоянной амплитуды.При превышении сигналов с выходаусилителя 4 некоторого пороговогозначения. (порог 1 на фиг, 2), задаваемого пороговым устройством 7(В на фиг, 2),.на выходе последнего появляется сигнал В 2 (фиг,2),передним фронтом которого запускается ждущий мультивибратор 8, Ждущий 980 4мультивибратор формирует импульс за- .пуска стандартной длительности, поступающий на вход запуска аналогового запоминающего блока 10, который5 обнуляется до начала эксперимента.Во время действия импульса запускаблок 10 производит запоминание амплитуды сигнала ВЗ, присутствующего на его входе (Фиг. 2), На инвер 10 тирующий и неинвертирующий входы диф.ференциального усилителя 11 поступают сигналы с выходов дифференцирующего блока 9 и аналогового запоминающего блока 10 соответственно, В15 пределах действия закона Гука этисигналы равны, и сигнал на выходе,дифФеренциального усилителя 11 отсутствует,(Фиг, 2), при этом линейность разностного сигнала С 2 на выходе блока25 5 сравнения нарушается (фиг, 2), врезультате чего изменяется амплитудасигнала на выходе дифференцирующегоблока 9, В этом случае на выходедифференцирующего усилителя 11 поЗо является отличный от нуля сигнал,При превышении сигналом с выходадифференциального усилителя 11 некоторого порогового значения (порог. 2на Фиг. 2), задаваемого пороговым35устройством 13 (Дна фиг. 2),. навыходе последнего появляется сигяалД 2 (фиг. 2), передним фронтом которого запускается ждущий мультивибратор 8, формирующий импульс управ 40 ления регистратором 15. При поступлении этого сигнала импульса науправляющий вход регистратора 15 последний осуществляет. преобразованиеамплитуды аналогового сигнала с выхода усилителя 2 в цифровой код с по 45 следующим запоминанием и индикацией полученного результата, Порог1 выбирается таким образом., чтобыобеспечить требуемое соотношениесигнал/шум для исключения ложных50 срабатываний измерительного устройства, Порог 2 выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемую погрешность определения предела пропорциональности,55 Изобретение позволяет повысить производительность испытаний при определении предела пропорционально3 1021980 бсти при использовании его совмест- проведения предварительных испыта.но с базовой испытательной машиной ний материалов с неизвестными меха "РО, 5 и обеспечить заданную точ- ническими характеристиками и автоманость определения предела пропорцио- тизируя процесс обработки реэульнальности, исключая необходимость 5 татов испытаний,ль А,Булашевфанта остав ехред оррек.Джуг Мака ренк едак ог ий лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 4026/32 Тираж 8738 НИИПИ Государствен-по делам изобрете113035, Москва, Ж 35 Подписноеомитета СССРоткрытийская наб д, 4/5