Тензометрическое цифровое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1195261 601 117/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ С ЛЬСТВУ(56) Патент фРГ В 2612399,кл. б 01 С 23/361 1977.Авторское свидетельство СССР Ф 639140, кл. Н 03 К 13/20, 1978; (54)(57) ТЕНЗ 011 ЕТРИЧЕСКОЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник питания, тензомост, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, выход которого соединен с входом времяимпульсного преобразователя, два блока совпадения и блок управления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения.точности, оно снабжено генера тором импульсов, делителем напряжения, делителем частоты, коммутаторо реверсивным счетчиком и блоком памя ти, при этом выход генератора соеди нен с входом делителя частоты, входо входу коммутатора и через делитель напряжения к второму входу коммутатора, два выхода коммутатора подключены к соответствующим двум входам тензомоста, выход делителя частоты подключен к первому входу второго блока совпадения, выход времяимпульсного преобразователя подключен к вторым входам первого и второго блоков совпадения, выходы первого и второго блоков совпадения подключены соответственно к входам обратного и прямого счета реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом блока памяти, блок управления шестью выходами соответственно подключен к управляющим входам коммутам, тора, второго и первого блоков совпадения, времяимпульсного преорразователя, блока памяти и реверсивного м счетчика. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕ 11 АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ блока управления и первым входомпервой схемы совпадения, выход источника питания подключен к первоГоп --- дЖ +Я Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим преобразователям незлектрическихвеличин, и может быть использовано/в аппаратуре, работающей в условияхпеременных температур,Цель-изобретения - повышение точности за счет. коррекции температурного и временного дрейфа устройства.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит тензомост 1;.источник 2 питания, выход которогосоединен с входом делителя 3 напряжения и с первым входом коммутатора 4,второй вход которого подключен к выходу делителя 3 напряжения, а еговыход включен в диагональ питаниятензомоста , Выход тенэомоста 1через предварительныйусилитель 5соединен с времяимпульсным преобразователем 6. Устройство содержит двесхемы 7 и 8 совпадения, реверсивныйсчетчик 9 и блок 10 памяти, а такжегенератор 1 импульсов, делитель 12частоты и блок 13 управления, причемвыход генератора 11 импульсов подключен к управляющему входу блока13 управления, первому входу первойсхемы 7 совпадения и через делитель12 частоты подключен к первому входувторой схемы 8 совпадения. Выход времяимпульсного преобразователя 6 соединен с вторыми входами схем 7 и 8 совпадения, а выход первой схемы 7 совпадения соединен с входом обратногосчета реверсивного счетчика 9, выходвторой схемы 8 совпадения - с входомпрямого счета реверсивного счетчика9, а его выход соединен с входом блока 1 О памяти, к выходу которого может подключаться регистратор не показан), Блок 13 управления имеет выходы 14-19, которые соответственноподключены к управлякицим входам: входу 20 коммутатора 4, входу 21 второйсхемы 8 совпадения, входу 22 первойсхемы 7 совпадения, входу 23 времяимпульсного преобразователя 6, входу 24блока 10 памяти и входу 25 реверсив ного счетчика 9.Устройство работает следующим образом.Измерение сигнала тензомоста 1производится за три последовательныхцикла, В течение первого цикла измерения коммутатор 4 подключает диагональпитания тензомоста 1 к выходу источии 95261 2ка 2 питания. В этом случае напряжение питания тензомоста 1 равно Бп.Выходной сигнал, снимаемый с выходатензомоста 1 и пропорциональный из 5 меряемому параметру, усиливаетсяпредварительным усилителем 5 и поступает на вход интегрирующего времяимпульсного преобразователя 6, который преобразует усиленный сигнал в0 интервале времени, Выходной импульсвремяимпульсиого преобразователя 6длительностью л 1 поступает одновременно на вторые входы двух схем 7 и8 совпадения. Блок 13 управления сиг 5 налом с выхода 15 дает разрешениепрохождению импульсов с частотойзаполнения К /2 с выхода делителя12 частоты в течение В 1 черезвторую схему 8 совпадения на вход20 прямого счета. реверсивного счетчика 9. Делитель 12 частоты предназначен для получения импульсов заполнения реверсивного счетчика 9 повходу прямого счета частотой Г /2,где й - частота импульсов на выходегенератора 1 импульсов,Количество импульсов, пОступивщих в реверсивный .счетчик 9 в первомцикле измерения30 где 1 - количество импульсов, по ступившее в реверсивныйсчетчик 9 по входу прямогосчета с частотой Ео/2 принапряжении питания тензомоста 1, равном Ц, котороесоответствует измеряемомупараметру.ДИ - количество импульсов, поступившее в реверсивиыйсчетчик 9 по входу прямого 45 счета с частотой Г /2, соответствукзцее суммарной зеличине дрейфа предварительного усилителя 5 и,времяимпульсного преобразователя б.50 Таким образом, по окончании первого цикла измерения реверсивныйсчетчик 9, предназначенный для вьделения и компенсации величины дрейфапредварительного усилителя 5 и врег: Я мяимпульсиого преобразователя 6,фиксирует число импульсов, поступившее по входу прямого счета с частотой Е/2, равное сумме количества,импульсов, пропорциональных измеря-.емому параметру, при напряжении питания тензомоста 1, равном Пь иколичеству импульсов, пропорциональных дрейфу предварительного усилителя 55 и времяимпульсного преобразовате;,ля 6,В течение второго цикла измерениякоммутатор 4 при наличии йизкогоуровня управляющего сигнала на выходе 14 от блока управления подключает диагональ питания тензомоста 1к выходу делителя 3 напряжения,предназначенного для получения напряжения питания тензомоста 1, рав-15ном 11 д /2. Выходной сигнал тензомоста1, пропорциональный измеряемому параметру и усиленный предварительнымусилителем 5, преобразуется времяимпульсным преобразователем 6 в интервал времени ЬС . Вследствие того, что величина дрейфа предварительного. усилителя 5 и времяимпульсногопреобразователя 6 характеризует аддитивную погрешность измерения выходно го сигнала тензомоста 1 и не зависитот величины напряжения питания тензомоста 1, длительность импульса ЬС 2равна сумме интервала Ь 2, пропорци 1онального выходному сигналу тензомоста 1 при .напряжении питания П/2или половине величины выходного сигнала, тензомоста 1 при напряжениипитания, равном Бп и длительностиж .ЬС" пропорциональной дРейфу предо фварительного усилителя 5 и времяимпульсного преобразователя 6, Блок 13управления сигналом с выхода 16 даетразрешение в этом случае прохождениюимпульсов с выхода генератора 11 им- щпульсов с частотой й через первуюсхему 7 совпадения в течение Ьй навход обратного счета реверсивногосчетчика 9.Количество импульсов, поступйвшихв реверсивный счетчик 9 по входу обратного счета во втором цикле измерения Очевидно, что М, = Ь (3) Так как в первом цикле измерения запись в реверсивный счетчик 9 произво дилась по входу прямого счета, а во втором цикле измерения -, по входу обратного счета, то по окончании второго цикла измерения реверсивный счетчик 9 фиксирует число импульсов, равноеп =и -и 2=-ЬБ (4) Таким образом, первый и второй циклыизмерения предназначены для выделения в реверсивном счетчике 9 в дополнительном коде числа импульсов, пропорционального величине дрейфа предварительного усилителя 5 и времяимпульсного преобразователя 6,В течение третьего цикла измеренияблок 13 управления аналогично как иЖв первом цикле измерения посредствомкоммутатора 4 подключает диагональпитания тензомоста 1 к выходу источника 2 питания напряжением 11 и спомощью управляющего сигнала разрешает прохождение импульсов с частотойГ, /2 через схему 7 совпадения с выхо-.;да делителя 12 частоты в течение ЬТЗна вход прямого счета счетчика 9. Процесс усиления и преобразования выходного сигнала тенэомоста 1 в интервал времени ЬС осуществляетсякак и в предыдущих циклах измерения.Количество импульсов, поступившеев реверсивный счетчик 9 по входу прямого счета в течение Ь й, составляеткак и в первом цикле и,Вследствие того, что по окончании второго цикла измерения в реверсивном счетчике 9 зафиксировано в дополнительном коде число импульсов и 2, равное - М, то по окончании Ь реверсивный счетчик 9 фиксирует число импульсовЬ"2 о = 2 + 2 ЬНэ50 где 02 - количество импульсов, поступившее в реверсивный счетчик 9 по входу обратногосчета частотой Е при напря.жении питания тензомоста 1, 55 равном 11/2, которое соответ" ствует измеряемому парамет-РУ и и+и Б, (6) которое.пропорционально измеряемому параметру при напряжении питания тензомоста 1, равном 0 и частоте заполнения реверсивного счетчика ,9, равной Г /2. Величина ЬЯ, характеризующая дрейф предварительного усилителя 5 и времяиипульсного преобразователя 6, полностью исключается изРедакторЗаказ 74 49 Тираж 747 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушсПодписноомитета СССоткрытийая наб., д. 5 Патент",Филиал Ужг ул, Проек результата измерения. Запуск время- импульсного преобразователя 6 в нача/ ле каждого цикла измерения осуществляет блок 13 управления сигналом на выходе 17После окончания третьего цикла измерения блок 13 управления формирует управляющий сигнал на выходе 18, который "переносит" резуль 95261 бтат измерения из реверсивного счетчика 9 в блок 10 памяти, предназначенный для фиксации результата измеренияв течение последующих трех цикловизмерения; Сигиапом с выхода 19 блок13 управления сбрасывает содержаниесчетчика и готовит его к новому измерению.