Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 4(51) С 01 К 1 7/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Й ИЗОБРЕТЕН ЬСТ(2) В.П.Иванов и Г.И.Передельский (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 62 1.317.733(088.8)(56) 1. Груздев С.В., Прошин Е.М.Импульсная тензометрия. М., "Энергия", 1976, с. 13-17, 20-24.2. Измерительная информационная система для статических прочностных испытаний типа К 732/1. Техническое описание, 1975, с. 31-33,(54)(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА,НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НЕРАВНОВЕСИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО МОСТА, содержащее измерительную схему, выход которой соедийен с первым каскадом й -каскадного усилителя, между касОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ кадами которого включено П -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего каскада, й -1 конденсаторов, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задающий генератор, выход которого соединен со входом блока управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены и -1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один иэ ключей пары подключается ко входу последующего каскада, а через другой ключ пары - к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.1 11400Изобретение относится к информационно-измерительной технике, промьпдленной электронике и может быть использовано в тензометрических устройствах, в которых питание измерительных мостов осуществляется импульсным напряжением, в информационно- измерительных системах, а также при измерении и контроле параметров объектов, эквивалентные схемы кото- О рых представляются в виде многоэлементных двухполюсников.Известно устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического. импульсного моста, 15 содержащее О в каскадн импульсный усилитель, на выходе которого включен синхронный детектор, к выходу которого присоединены конденсатор и усилитель постоянного тока 1 . 20Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая чувствительность, которая не может быть увеличена за счет повышения коэффициента усиления усилителя, так как 25 это приводит к возбуждению во всем тракте преобразования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, содержащее блок управления, генератор,-каскадный усилитель, между двумя из каскадов которого включен синхронный детектор, вход которого подключен к выходу предыдущего каскада, а выход через последовательно включенные конденсатор и резистор соединен с общей шиной, вход же по следующего усилительно О го каскада подключен к общей точке соединения конденсатора и резистона 21 .Недостатком устройства является невозможность повышения чувствитель ности за. счет повышения коэффициента усиления усилителя, так как в тракте преобразования возникает возбуждение, особеннс в моменты времени, когда включается синхронный детектор.Выходной импульс с усилителя сильно искажается, что сразу же приводит к потере чувствительности, а значит и точности преобразования.Цель изобретения - повышение чув ствительности при преобразовании напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, содержащее измерительную схему, выход которой соединен с первым каскадом П -каскадного усилителя, между каскадами которого включено О -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего каскада, 1 -1 конденсаторов, каждый из которых включен между выхо-. дом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления, к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задающий генератор, выход которого соединен со входом блока управления, введены 11-1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один из ключей пары подключается ко входу последующего каскада, а через другой ключ пары - к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста для примера ограничено тремя каскадами усиления. Оно содержит трехкаскадный усилитель, между каскадами 1-3 которого включены два синхронных детектора 4 и 5, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего. каскада 1 и 2, два конденсатора 6 и 7, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора 4 и 5 и общей шиной, блок управления 8 (синхронными детекторами и ключами) к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов 4 и 5, и задающий генератор 9, выход которого соединен со входом блока управления 8, две пары ключей 10 и 11, 12 и 13, каждая из которых соединена с соответствующим синхронным детектором таким образом, что выход синхронного детектора 4 и 53 11400 через один из ключей соответствующей пары 10 и 12 подключается ко входу последующего каскада 2 и 3, а через другой ключ 1.1, 13 пары - к общей шине, причем управляющие входы всех ключей 10-13 соединены с соответствующими выходами блока управления 8, выход измерительной схемы 14 соединен со входом первого каскада П -каскадного усилителя. 10 На фиг.2 обозначены следующие диаграммы: напряжение неравновесия 15 тензометрического импульсного моста, управляющий импульс 16 синхронного детектора 4; напряжение 17 на конденсаторе 6; управляющий импульс 18 ключа 10 и синхронного детектора 5; напряжение 19 на конденсаторе 7;управляющий импульс 20 ключа 12, напряжение 2 1 на выходе последнего каскада 3; управляющий импульс 22 ключей, 11 и 13. Устройство работает следующим образом.25В исходном состоянии все синхронные детекторы и ключи закрыты, конденсаторы разряжены, При поступлении на вход первого каскада 1 импульса напряжения неравновесия 15 тензомет- З 0 рического моста через промежуток времени 1 А(фиг.2), необходимый для окончания переходных процессов, на синхронный детектор 4 в момент времени 1 с блока управления 8 посту в 35 пает управляющий импульс 16 и открывает его. Длительность управляющего импулнса такова, что напряжение 17 на конденсаторе 6 достигает значения, равного выходному напряже нию первого, предыдущего, каскада 1. После того, как конденсатор 6 полностью зарядится синхронный детектор 4 закрывается и отключает конденсатор 6 от выхода каскада 1. 45 Следующий управляющий импульс 18 в момент временипоступает с бло- . ка управления 8 на ключ 10 и синхронный детектор 5,открывая их. Напряжение с конденсатора 6, равное 50 по величине выходному напряжению .каскада 1, через ключ 10 подается на вход второго, последующего каскада 2, усиливается им и через открытый синхронный детектор 5 заряжа ет конденсатор 7. Как только -напряжение 19 на конденсаторе 7 достигнет значения, равного по величине выход 51 4.ному напряжению второго каскада 2,синхронный детектор 5 отключит этотконденсатор,от выхода предыдущегокаскада 2. Одновременно ключ 10 от-рывает конденсатор 6 от входа этогоже каскада 2. В момент времени 1с блока управления 8 приходит управляющий импульс 20 на ключ 12 и открывает его. Напряжение 19 с конденса ора 7 через этот ключ подаетсяна вход последующего каскада 3, усиливается им, и на его выходе появляется импульс 2 1, амплитуда которого,несет информацию о величине разбаланса тензометрического моста. В моментвремени 14 с блока управления 8 поступает управляющий импульс 22 наключи 11 и 13 Эти ключи открываются и конденсаторы 6 и 7 разряжаютсячерез них. Длительность управляющегоимпульса 22 такова, что во время егодействия на ключи 11 и 13 конденсаторы 6 и 7 должны полностью разрядиться. В момент времени 1 устройстводля преобразования напряжениянеравновесия тензометрическогоимпульсного моста снова готовок работе. Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста позволяет существенно повысить чувствительность тензометрических установок, получив большой общий коэффициент усиления усилителя (10 и выше) при небольших величинах коэффициентов усиления отдельных каскадов. Причем применять какие-либо специальные меры для предотвращения возбуждения в усилительном тракте нет необходимости. Кроме того, форма импульсов на выходе предлагаемого устройства значительно улучшается. А это, в свою очередь, приводит к тому, что последующие узлы и блоки обработки выходных импульсов усилителя в автоматических тензоизмерительных мостах, применяемых в измерительно-информационных системах, работают на дежно, без сбоев. Тем самым повышается точность измерения малых деформаций в испытываемых конструкциях при статических и динамических нагрузках. Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста решает проблему обеспечения требуемой/5 шская наб., д Проектная,НПП "Патент Фил жгород чувствительности в тензометрическихустановках, что позволит снизить Тираж 748ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений113035, Москва, Ж,требования к разработке высокочувствительных датчиков. комитета ССоткрытий