Тензометрическое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 (111 67 151)4 С 0 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТЗАКРЫТИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ктронн ев,(71) Московский институт элего машиностроения(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения неэлектрическихвеличин, например деформаций и усилий. Целью изобретения являются расширение динамического диапазона засчет устранения амплитудных ограничений.и повьппение точности измеренияза счет устранения нестабильности амИзобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для измерения неэлектрических величин, например деформаций и усилий.Целью изобретения является расширение динамического диапазона за сче устранения амплитудных ограничений и повьппение точности измерения за счет устранения нестабильности амплитуды генератора несущей частоты и коэффициента усиления усилителя. На фиг. 1 представлена блок-схемтензометрического устройства; на плитуды генератора несущеи частоты и коэффициента усиления усилителя. Тензометрическое устройство работает в двух режимах - измерения и калибровки. В режиме измерения напряжение несущей частоты модулируется по амплитуде информационным сигналом, усиливается и разветвляется по двум каналам, в одном из которых производится сдвиг по фазе на 90 . Составляющиео сигнала преобразуются к цифровому виду, затем осуществляется:их цифровая обработка, в результате которой выделяется информационный сигнал, поступающий далее на регистратор. В режиме калибровки немодулированное напряжение несущей частоты проходит через измерительный тракт, и сравнивается затем по амплитуде с опорным напряжением. В случае их отличия выра- С-. батывается разностный сигнал, подстраивающий коэффициент усиления усилителя. 2 ил. 2 - схема блока обработки ин ф рмации.Тензометрическое устройство содержит генераторнесущей частоты (ГНЧ), выход которого соединен с по следовательно соединенными управляемым коммутатором 2, тензомостом 3, усипителем 4, фазовращателем 5, аналого-цифровым преобразователем 6 (АЦП), блоком 7 обработки информации (БОИ) и регистратором 8, последовательно соединенные схему 9 сравнения, генератор 10 опорного напряжения ( ГОН, второй вход схемы 9 сравне 3 14567ния соединен со вторым выходом управляемого коммутатора 2, третий выходуправляемого коммутатора 2 соединен,со вторым входом усилителя 4, а выходсхемы 9 сравнения соединен с третьимвходом усилителя 4, а выход усилителя 4 соединен также со вторым входомАЦП 6, а выход БОИ 7 соединен такжесо вторым входом управляемого коммутатора 2. Блок 7 обработки информациисодержит два умножителя 11 и 12, выходы которых соединены со входамисумматора 13, последовательно с которым соединен преобразователь 14 кода, 15первый выход преобразователя 14 кодасоединен с блоком 15 запоминания, авторой выход - со сдвиговым регистром 16, Выходы блока 15 запоминанияи сдвигового регистра 16 объединеныи являются выходом блока 7 обработки информации.Устройство работает следующим образом.ГНЧ 1 формирует Высокочастотное 25напряжение питания тензомоста 3, которое поступает на вход управляемогокоммутатора 2, работающего в двух режимах - измерения и калибровки,В режиме измерения напряжения ЭОнесущей частоты модулируется по амплитуде информационным сигналом и навыходе тенэомоста 3 формируется на -пряжение)35где Чо - , амплитуда напряжения несущей частоты;- угловая частота напряжениянесущей частоты;М - коэффициент модуляции,"А - угловая частота модулирующего сигнала;Ч- - начальная фаза модулирующе"го сигнала.Напряжение Ц (с) поступает на входусилителя 4 на выходе которого формируется напряжение Ц=К(П,где К - регулируемый коэффициент усиления усилителя. С выхода усилителя,4 сигнал 0 г (с)=КЧ 1.1+Мсов (я+Т)в 1 пойпоступает на вход двухканальногоАЦП 6 и на вход фазовращателя 5, гдеосуществляется сдвиг фазы сигналаона 90 . С выхода фазовращателя 5сигнал Цз =КЧ 1+.4 сов(ае+Цсово55поступает на второй вход двухканального АЦП 6, АЦП 6 преобразует анало"говые сигналы Пг (С) и 11 (С) вцифровые коды, пропорциональные зна 674чениям сигналов Ц(1) и П(1) в фиксированные моменты времени пТП (пТ) =КЧЕ 1+Мсо в (пг,Т+Ч)3 в дппыТ; (2) Ц (пТ) -КЧ Е 1+Мсов(пйТ+Ч)1 совпыТ, (3)где Т - шаг дискретизации;п,23, еС выхода АЦП 6 кодовые последовательности П(йТ) и 0 (пТ) поступают на БОИ 7, где осуществляется выделение огибающей модулированного сигнала, Сигналы Ц (пТ) и Ц (пТ) поступают на входы умножителей 11 и 12 и далее на сумматор 13, на выходе которого формируется кодовая последовательностьг 2 2, 2 Ц(пТ) =К Ч, 1+Мсов (пяТ+УЦ (в 1 п пь)Т+г г г г +сов пыТ) =К Ч,1+Мсо в (пЯТ+ Ч)1, (4)представляющая собой дискретные значения огибающей информационного сигнала, возведенные в квадрат. Сигнал 0(пТ) поступает на вход преобразователя 14 кода, осуществляющего преобразование чисел кодовой последовательности в последовательность чисел с плавающей запятой Ц(пТ). Мантисса чисел последовательности Цо-(пТ), значения которой заключены в интервале 0,1+10, с выхода преобразователя 14 кода поступает на вход блока 15 запоминания, в котором хранится таблица значений квадратного корня чисел, лежащих в интервале 0,1+1 оО, Опрос таблицы осуществляется с помощью адреса, определяемого значением мантиссы чисел кодовой последовательности Ц(пТ), Порядок (характеристика) чисел Ц(пТ) поступает на вход сдвигового регистра 16, осуществляющего деление порядка на два. Таким образом, на выходе БОИ 7 формируется последовательность значений Ц 6(пТ)= = оТ) КЧоИооо(оо 19), оооооо циональн х амплитуде инфо рмационного сигнала, то есть осуществляется демодуляция сигнала 1.Последовательность значений Ць (пТ) поступает на цифровой регистратор 8, В режиме калибровки осуществляется калибровка измерительного тракта.При этом напряжение с ГНЧ 1, минуя тензомост 3, подается на усилитель 4, а сигнал Ц (пТ) с выхода БОИ 7 - на вход схемы 9 сравнения. Одновременно на другой вход схемы 9 сравнения с5 14выхода Г 011 1 О поступает опорное на-пряжение Б, равное номинальномузначению амплитуды напряжения несущейчастоты Ч, умноженному на номинальное значение коэффициента усиленияусилителя 4 К 0 . Схема 9 сравненияпроизводит сравнение амплитуды напряжения Б генератора 1 несущейчастоты, измеренное измерительнымтрактом, с опорным напряжением Бдди в случае их отличия вырабатываетразностный сигнал ЙУ=Ц -У, поступающий на третий вход усилителя 4,регулирующий коэффициент усиленияусилителя 4 таким образом, чтобы амплитуда напряжения в измерительномтракте стала равной значению опорного напряжения,1 о р и у л а и з о б р е т е н и яТензометрическое устройство, содержащее тензомост, генератор несущей частоты, усилитель фазовращатель, аналого-цифровой преобразователь, управляемый коммутатор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,56767с целью расширения динамического диапазона за счет устранения амплитудных ограничений и повышения точности измерения за счет устранения нестабильности амплитуды генератора несущей частоты и коэФфициента усиления усилителя, оно снабжено блоком обработки информации и последовательно соединенными генератором опорного напряжения и схемой сравнения, выход генератора несущей частоты соединен с последовательно соединенными управляемым коммутатором, тенэомостом, усилителем, фаэовращателем, аналогоцифровым преобразователем, блоком обработки информации и регистратором, выход усилителя соединен также с вторым входом аналого-цифрового преобразователя,выход блокаобработки информации соединен с вторым входом коммутатора, второй выход коммутатора соединен с вторым входом схемы сравнения, третий выход коммутатора соединен с вто рым входом усилителя, а выход схемысравнения соединен с третьим входом усилителя.456767 Составитель В, ПисаревскийРедактор Г. ВолковаТехред М.Ходанич Корректор М. Самборская Заказ 7494/38 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4