Тензометрическое устройство

(19) (И С 01 В 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г гае ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР 11 590594, кл. С 01 В 7/18, 1976, (54) ТЕНЗ 011 ЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций, Целью изобретения является повышение точности за счет получения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ;измерительного тракта, не зависимой ффициента усиления иэмерительилителя. Указанная цель дости. тем, что генератор 13 качаюся частоты позволяет получать н прерывное во времени изменение частоты входного сигнала, двухплатныйпереключатель 16 нормирует АЧХ т.е,делает ее не зависимой от коэффициента усиления измерительного усилителя3 усилитель-формирователь 15 рабочей точки оптрона 6 позволяет выбирать рабочую точку оптрона 6 на середине линейного участка его выходнойхарактеристики, нагрузочный резистор7 предохраняет приемную часть диодного оптрона 6 от шунтирования резис"торами тенэомоста 1, разделительный1326877 составляющую выходного тока диодногооптрона 6 и исключает влияние постоянного напряжения тензомоста 1 наприемную часть диодного оптрона 6,Изменение напряжения на управляющемвходе генератора 13 качающейся частоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций,Цель изобретения - повышение точности за счет получения непрерывной 5амплитудно-частотной характеристики(АВ) измерительного тракта, не зависимой от коэффициента усиления измерительного усилителя.На чертеже представлена блок-схе 10ма тензометрического устройства,Устройство содержит тенэомост 1,источник 2 питания, включенный вдиагональ питания тензомоста 1, по 15следовательно соединенные измерительный усилитель 3, детектор 4 и регистратор 5, вход измерительного усилителя 3 соединен с измерительной диагональю тенэомоста 1; последовательно соединенные оптрон 6, нагруэочныйрезистор 7, разделительный конденсатор 8, ключ 9.с первым 1 О и вторым11 контактами генератор 12 пилообразного напряжения, генератор 13 ка 25чающейся частоты, делитель 14 напряжения и усилитель-формирователь 15рабочей точки оптрона 6, выход усилителя-формирователя 15 соединен с входом оптрона 6; двухплатный переключатель 16 первая плата 17 котороговключена во входную цепь измерительного усилителя 3, а вторая плата 18 -в цепь обратной. связи делителя 14 напряжения, выход генератора 12 пилообразного напряжения соединен с вторым входом регистратора 5Оптрон 6 состоит из передающего19 и приемного 20 диодов.Измерительный усилитель 3 содержит первый и второй преобразователи 40напряжение - ток, выпслненные в видепоследовательно соединенных операционных усилителей 21 и 22, полевыхтранзисторов 23 и 24 и токоограничительных резисторов 25 и 26, входной 45 ты приводит к непрерывному и монотонному измецению частоты его выходногосигнала в широких пределах, что исключает ошибки в снятии АЧХ, обуслов-.ленные дискриминацией частоты,1 ил. переменный резистор 27, включенныйчерез первую плату 17 двухплатногопереключателя 16 между инвертирующими входами операционных усилителей21 и 22, преобразователь ток - напряжение, выполненный в виде операционного усилителя 28 с резисторами 29 и30 отрицательной обратной связи, первый и второй источники 31 и 32 тока,одни из выходов которых подключенык инвертирующим входам операционныхусилителей 21 и 22, фильтр 33, входкоторого соединен с выходом операционного усилителя 28,Делитель напряжения 14 содержитоперационный усилитель 34, переменный резистор 35 отрицательной обратной связи, входной резистор 36, который соединен с одним из входов переменного резистора 35 отрицательнойобратной связи и подключен к инвертирукщему входу операционного усилителя 34, выход которого через вторуюплату 18 двухплатного переключателя16 подключен к другому входу переменного резистора 35 отрицательной обратной связи,Усилитель-формирователь 15 рабочейточки оптрона 6 выполнен на операционном усилителе с внешней целью смещения, что позволяет выбирать рабочуюточку оптрона 6 на середине линейного участка его выходной характеристики,Приемная часть (диод 20) диодногооптрона, включенная в измерительнуюдиагональ тензомоста 1, работает какгальванически развязанный управляемыйисточник тока, Управление амплитудойтока осуществляется световым павтоком, идущим от передающим части(диод 19) диодного оптрона 6, Такоевключение приемной части (диод 20)диодного оптрона 6 позволяет непосредственно подавать измерительный сигна 3 13268лы на вход измерительного усилителя3, что исключает необходимость шунтирования одного из плеч тензомоста 1.Нагрузочный резистор 7 предохраняетприемную часть (диод 20) диодного оптрона 6 от шунтирования резисторамитензомоста 1, Разделительный конденсатор 8 предназначен для передачи переменной составляющей выходного токадиодного оптрона 6 и для исключениявлияния постоянного напряжения тензомоста 1 на приемную часть диодногооптрона 6, Усилитель-формирователь15 рабочей точки диодного оптрона 6формирует постоянную составляющую тока, текущего через передающую частьоптрона 6, за счет чего выбираетсярабочая точка оптрона 6 и переменнуюсоставляющую синусоидального вида сизменяющейся частотой, Делитель 14 2 Онапряжения предназначен для изменения уровня сигнала генератора 13 качающейся частоты в соответствии сизменениями положения двухплатногопереключателя 16, 25Генератор 12 пилообразного напряжения предназначен для выработкисигнала, изменяющегося во времени полинейному закону, определяющему изменение абсциссы АЧХ, 30Генератор 13 качающейся частотыпредназначен для выработки на его выходе синусоидального напряжения постоянной амплитуды и частоты, непрерывно и монотонно изменяющейся в соот 35ветствии с уровнем сигнала на егоуправляющем входе,Детектор 4 служит для выработкина выходе постоянного напряжения, величина которого прямо пропорциональ Она эффективному значению переменногонапряжения, поступающему на его вход,Двухплатный переключатель 16 предназначен для одновременного изменениякоэффициента усиления измерительного 45усилителя 3 и коэффициента деленияделителя 14 напряжения, а также позволяет нормировать АЧХ, т,е, делатьее независимый от коэффициента усиле-,ния измерительного усилителя 3. 50Тензометрическое устройство работает следующим образом,Перед снятием АЧХ на выходе измерительного усилителя 3 посредствомбалансировки тензомоста 1 устанавливается нулевое выходное напряжение,В режиме снятия АЧХ контакт 10ключа 9 подключает приемную частьоптрона 6 через нагрузочный резистор 77 47 разделительный конденсатор 8 и второй контакт 1 ключа 9 к входам измерительного усилителя 3 и одновременно запускает генератор 12 пилообразного напряжения, на выходе которого появляется сигнал, изменяющийся во времени по линейному закону, начиная от нулевого уровня, Изменение напряжения на управляющем входе генератора 13 качающейся частоты приводит к непрерывному и монотонному изменению частоты его выходного сигнала в широких пределах, Выходное напряжение генератора 3 качающейся частоты через делитель 14 напряжения, усилитель-формирователь 15, диодный оптрон 6 поступает с сильно ослабленной амплитудой на вход измерительного усилителя 3.При этом передаваемый сигнал не искажается, так как не происходит шунтирование одного из плеч тензомоста 1.На выходе измерительного усилителя 3 возникает отклик на входной синусоидальный сигнал, изменяющийся по частоте. Выходной сигнал измерительного усилителя 3 после выпрямления и сглаживания детектором 4 поступает на первый вход регистратора 5, обеспечивающего формирование ординаты АЧХ, в то время как абсцисса АЧХ формируется под воздействием сигнала генератора 2 пилообразного напряжения, поступающего на второй вход регистратора 5, При экспотенциальной зависимости частоты выходного сигнала от напряжения на управляющем входе генератора 13 качающейся частотырегистратор 5 построит АЧХ тензометрического устройства в логарифмическом по абсциссе и в линейном по ординате масштабах,формула изобретенияТензометрическое устройство, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питания тензомоста, измерительный усилитель, включенный в измерительную диагональ тенэомоста, оптрон, нагрузочный резистор, генератор пилообразного напряжения, делитель напряжения, ключ и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности, оно снабжено двухплатным переключателем, первая плата которо.5 1326877 6го включена во входную цепь измери- выходом измерительного усилителя, а тельного усилителя, а вторая плата - выход " с .первым входом регистратора, в цепь обратной связи делителя напря- второй вход которого соединен с выхожения, генератором качающейся часто- дом генератора пилообразного налряжеты, вход которого соединен с выхо ния, второй вывод нагрузочного резисдом генератора пилообразного напряже- тора соединен с первым выходом оптрония, а выход - с входом делителя на- на, первый контакт ключа включен межпряжения, усилителем, вход которого ду второй обкладкой разделительного соединен с выходом делителя напря- конденсатора, первой вершиной измерижения, выход - с входом оптрона, раз тельной диагонали тензомоста и входом делительным конденсатором, первая об- генератора пилообразного напряжения, кладка которого соединена с первым а второй контакт включен между вто". выводом нагрузочного резистора, де- рым выходом оптрона и второй вершитектором, вход которого соединен с ной измерительнойдиагонали тензомоста,Составитель В,ПисаревскийРедактор Т.Лазоренко Техред В.Кадар Корректор Т,КолбЗаказ 3269/34 Тираж 676 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5