Устройство для измерения работы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистическихреспублик 11905718(23) Приоритет ао делан изобретений н аткрыткй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ Изобретение относится к измерительнойтехнике и предназначено для измерения работыпластической деформации при ударе, и можетнайти применение, в частности, при разработкеамортизаторов, демпфируюших устройств,при определении равнопрочности изделий ит.д,Известно устройство для измерения параметров удара, содержащее интегратор, грубыйи точный компараторы, подключенные к интегратору, логические элементы запрета, элементы И, ИЛИ, регистры. сдвига и цифро-аналоговый преобразователь. Устройство позволяет юмерить пиковое значение ударного импульса 11.Однако известное устройство не позволяетюмерить работу пластической деформациипри ударе, Эту работу можно ориентировочнооценить, исследуя форму. ударного импульса,но устройство имеет низкую точность при из.мерении пикового значения ударного импульса.Наиболее близким по технической сущностик изобретению является устройство для измерения работы пластической деформации при, ударе, содержащее последовательно соединенныепреобразователь, формирователь сигнала и ос.новной ключ, подключенный к нему входами блок измерения площади сигнала преобразователя, интегратор и первую и вторую схемы И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу интегратора, схему НЕ, вход, которой соединен с выходом второй схемы ИНЕ, триггер, первый и второй регистры, к управляющим входам каждого из которых подключен один из выходов триггера, и индикатор, Устройство позволяет измерять площадь перед.него фронта ударного импульса, характеризующего скорость соударения тел, площадь заднего фронта ударного импульса, характеризу.ющего скорость отскока соударяющихся тел, и полную площадь ударного импульса, характеризующую полное юменение скорости соударяющихся тел в процессе удара, Из этих дан.ных путем пересчета можно получить величину работы пластической деформации при удар ИОднако, производительность при этом невысокая, Точность измерения работы пласти.905718ческой деформации также низкая, так как надежность получения таких данных из-за на личия субъективных оценок оператора не мо. жет быть гарантирована.Цель изобретения - повышение производи. тельности и точности измерения,Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено первым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения площади и второй схемой И.НЕ, 10а выход - с входом первогс регистра, вторым дополнительным ключом, входы которого сое. динены с блоком измерения площади и схе.мой НЕ, а выход - с входом второго регистра, третьим дополнительным ключом, входы 1 которого соединены с основным ключом и первой схемой И.НЕ, а выход - с триггером и управляющим входом основного ключа, первым и вторым квадраторами, входы которых соеди. иены соответстченно с первым и вторым ре. щ гистрами, и вычислительным блоком, входы которого соединены с квадраторами, а выход с индикатором.На чертеже приведена блок-схема устройстваУстройство для измерения работы пластической деформации при ударе содержит пре. образователь 1, формирователь 2 сигнала, основной ключ 3, первый, второй и третий дополнительные ключи 4-6, блок 7 измерения площади сигнала преобразователя, интегратор 8, первую и вторую схемы 9 и 10 И.НЕ, схему 11 НЕ, триггер 12, первый и второй регистры 13 и 14, первый и второй квадрато-,3 ры 15 и 16, вычислительный блок 17 и индикатор 18, Преобразователь 1 закрепляют на одном из соударяющихся тел (на чертеже не показано). Преобразователь 1 через формирователь 2, служащий для согласования выходного импеданса преобразователя и для нормализации электрического сигнала, являющегося откликом на механический удар, соединен с одним входом ключа 3. Последний служит для пропускания сигнала во время удара и отключ45 чения измерительных элементов устроиства после окончания действия ударного импульса. Выход ключа 3 соединен со входами блока 7, интегратора 8, схем 9 и 10 И-НЕ. Блок 7 измерения площади служит для измерения площадей переднего и заднего фронтов импульса, количественные данные о которых за. писываются в регистрах 13 и 14. Схемы 9 и 10 И-НЕ, ключи 4-6 и триггер 12 служат для формирования сигналов, разрешающих запись данных о площадях переднего и заднего фрон 55 тово импульсов, их считывание и передачу в квадраторы 15 и 16, Вычитание их квадратов происходит в блоке 17, Количественные данные о работе пластической деформации приударе регистрирует индикатор 18,Устройство работает следующим образом.При соударении двух тел, масса одногоиз которых значительно превышает массудругого, ударный импульс преобразуется пре.обраэователем 1 в электрический сигнал.Этот сигнал по форме полностью повторяетформу механического ударного импульса,Сигнал с выхода преобразователя 1 поступает в формирователь 2, где он формируетсяв однополярный, усиливается и затем черезоткрытый ключ 3 поступает одновременно навходы блока 7, интегратора 8, схем 9 и 10И-НЕ и на управляющий вход ключа 6. Принарастании ударного импульса до максимального значения, блок 7 измеряет площадь пе.реднего фронта импульса, Одновременноданные о площади переднего фронта запи.сываются в регистре 13 через открытый ключ4. Ключи 4-6 открываются при наличии на ихуправляющем входе нулевого уровня. Последний на входе ключа 4 во время нарастанияударного импульса достигается за счет схемы10 И-НЕ выход которой подключен к управляющему входу ключа 4. Вместе с тем выходсхемы 10 И-НЕ подключен к управляющемувходу ключа 5 через схему 11 НЕ, и, следовательно, на управляющем входе ключа 5 принарастании ударного импульса образуетсяуровень, отличный от нуля, Ключ 5 закрыт.Информация с выхода блока 7 при измеренииплощади переднего фронта ударного импульсав регистр 14 не проходит. Прн нарастании сиг.нала на выходе ключа 3 во время измеренияплощади переднего фронта ударного импульсаодновременно происходит интегрирование этогосигнала интегратором 8, на выходе которогоприсутствует отличный от нулевого уровнясигнал, Ключ 6 заперт, иа его выходе сигналотсутствует, и триггер 12 находится в невоз.бужденном состоянии.При достижении входным сигналом макси.мального значения на выходе интегратора 8напряжение сигнала снижается до нулевогоуровня, При этом на выходе схемы 10 И-НЕпоявляется напряжение сигнала, отличное отнулевого уровня. Ключ 4 закрывается, а науправляющем входе ключа 5 появляется сиг.нал с нулевым уровнем. Ключ 5 открывается,и начинается запИсь данных с площади заднегофронта ударного импульса 3 регистр 14, таккак в этот момент времени ключ 4 закрывает.ся, прекращается поступление информации врегистр 13. При измерении плошади заднегофронта ударного импульса на выходе схемы 9И-НЕ образуется сигнал нулевого уровня и,несмотря на то, что в течение этого времениключ 6 открыт, на его выхоле сигнал осутс 1.9057яует, и триггер 12 остается в невозбужденномсостоянии.После окончания ударного импульса наодин вход схемы 1 О И.НЕ поступает сигнал снулевым уровнем от ключа 3 и сигнал с нуле 5вым уровнем от интегратора 8, При этом науправляющий вход ключа 5 приходит сигнал сотличным от нуля уровнем. Ключ 5 закрывается, и в регистр 14 перестает поступать инфор.мация о плошади заднего фронта импульса.0В этот же момент времени на выходе схемы9 И-НЕ появляется отличный от нулевогоуровня сигнал, который, проходя через откры.тый ключ 6, возбуждает триггер 12 и закрывает ключ 3, прекращая тем самым поступление15информации о дребезге и других помехах.Триггер 12 вырабатывает импульсы считывания,которые поступают на регистры 13 и 14 и разрешают считывание с них информации о переднем и заднем фронтах ударного импульса.Сигналы с выходов регистров 13 и 14 возводятся в квадрат в квадраторах 15 и 16 ипоступают на блок 17, Разность квадратовсигналов, пропорциональная площадям фронтанарастания и фронта спада ударного импульса, 25,равна, с точностью до масштабного коэффицичента пропорциональности, работе пластическоидеформации при ударе и эта величина регистрируется индикатором 18. Масштабные коэф.фициенты устанавливаются в регистрах 13 и 1 З 0и 14при калибровке устройства,Формула изобретенияУстройство для измерения работы пласти. ческой деформации ири ударе, содержащее пос.18 6ледовательно соединенные преобразователь,формирователь сигнала и основной ключ, подключенные к нему входами блок измеренияплощади сигнала преобразователя, интегратори первую и вторую схемы И-НЕ, вторые входыкоторых подключены к выходу интегратора,схему НЕ, вход которой соединен с выходомвторой схемы И.НЕ, триггер, первыи и второйрегистры, к управляющим входам каждого иэкоторых подключен один из выходовтригге.ра, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производитель.ности и точности измерения, оно снабженопервым дополнительным ключом, входы которого соединены с блоком измерения плошадии второй схемой И-НЕ,а выход - с входомпервого регистра, вторым дополнительнымключом, входы которого соединены с блокомизмерения площади и схемой НЕ, а выходс входом второго регистра, третьим дополни.тельным ключом, выход которого соединен сосновным ключом и первой схемой И-НЕ, авыход - с триггером и управляющим входомосновного ключа, первым и вторым квадраторами, входы которых соединены соответственно с первым и вторым регистрами, и вы.числительным блоком, входы которого соединены с квадраторами, а выход . с индикатором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США У 3286253,кл. 340.347, 1966. 2, Патент США У 4004450,кл,73-12, 1977 (прототип).рректор А.Гриценко Редак омж Заказ 353/59 Тираж 882 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113034, Москва, Ж, Подписноего комитета СССРний и открытийРаушскал наб., д.4/5ППП "Патент", г.Ужгород улЯроектнаю, 4