Тензометрическое устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик рц 97410521 30 о 03 118 22) Заяв 02 2 16 ением зая присое Государственный комите СССР о делам изобретений и открытийет -53 УДК 531,782. ,2 (088. 8) убликовано 151382, Бю 1 51 1.82 я опис та опубликов чр .Л.Родькин, В.ССа .Г,Хильченко истов, В,Л,Кости В.П,Соколянский 2) Авторыизобретени г Заявитель дена Ленина авиационН.Е.йуковского Харьковс нстит 1;54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙС 5.20 Изобретение относится к измерительной технике, в частностик конструкции тенэометрическихустройств, и может быть использовагдля измерения деформаций,Известно тенэометрическое устройство, содержащее последовательносоединенные задающий генератор, источник питания, тенэомост, усилительи синхронный детектор, а также усилитель постоянного тока, второй выходзадающего генератора подключен куправляющему входу синхронного детектора, выход которого соединен совходом усилителя постоянного тока 1), 15Известное устройство не обеспечивает достаточно высокую точность измерения при наличии помех, так каксхемная реализация устройства обеспечивает выделение только однополярных импульсов измерительного сигналаотносительно нулевого уровня и поэтому не позволяет отделить полезныйсигнал от помехи,Наиболее близким по технической 25сущности к изобретению является тенэометрическое устройство, содержащеепоследовательно соединенные задающийгенератор, источник питания, тенэомоСт, усилитель и синхронный детек-, 30 тор, включающий суммирующий усилитель, первый и второй динамические запоминающие блоки, информационные входы которых подключены к выходу усилителя, а управляющие - ко второму выходу задающего генератора 2).Недостатком данного устройства является то, что оно подавляет помехи лишь частично, так как не позволяет учитывать приращение помехи в каждый полупериод измерительного сигнала, Уровень этих помех в реальных условиях достигает значительной величины, в связи с чем данное устройство не обеспечивает необходимой точности измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения.Цель достигается тем, что синхронный детектор снабжен третьим и четвертым динамическими запоминающиглн блоками, управляющие входы которых подключены ко второму выходу задающего генератора, выход первого динамического запоминающего блока соединен с информационным входом третьего динамического запоминающего блока, выход которого подключен к первому входу суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с вы 974105ходом усилителя, выход второго динамического запоминающего блока подключен к третьему входу суммирующегоусилителя, выход которого соединенс информационным входом четвертогодинамического запоминающего блока. 5На фиг, 1 представлена блок-схема тензометрического устройства; нафиг. 2 - временная диаграмма работыустройства н виде эпюр напряжений,На нременной диаграмме работыуст ройстна изображены; эпюра 1 импульсовсигнала С 0 с первого выхода задающего .генератора 1, эпюра О двухполярного импульсного напряжения на выходе источника 2 питания (напряжение несущей частоты); эпюра 1 О стробирующих импульсов С со второго выхода генератора 1 в каждый первыйполупериод напряжения несущей частоты; эпюра 17 стробирующих импульсов С 20со второго выхода генератора 1 в каждый второй полупериод напряжения несущей частоты,,Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1,,источник 2 питания, тензомост 3,усилитель 4 и синхронный детектор 5,который включает динамический запоминающий блок (ДЗБ) б, динамическийзапоминающий блок (ДЗБ) 7, динамический запоминающий блок (ДЗБ) 8, суммирующий усилитель 9 и динамическийзапоминающий блок (ДЗБ) 10. Управляющие входи динамических запоминающих блоков б, 7, 8, 10 подключеныко второму выходу задающего генера- З 5тора 1. Выход усилителя 4 соединенс информационными входами динамических запоминающих; блоков 6 и 7, атакже со вторым входом суммирующегоусилителя 9, 40Выход динамического запоминающего блока 6 подключен к информационному входу динамического запоминающего блока 8, выход которого соединен с первым входом суммирующего 45усилителя 9. Выход динамического запоминающего блока 7 соединен с третьим входом суммирующего усилителя 9,который подключен к информационному входу динамического запоминающего блока 10.Устройство работаетследующимобразом,Импульсный сигнал С с первоговыхода задающего генератора 1 подается на вход источника 2 питания,который формирует днухполярное импульсное напряжение несущей частоты,поступающее на вход тензомоста 3.Измерительный сигнал с выхода тензомоста 3, состоящий иэ смеси полез- Юного сигнала с помехами, подаетсяна вход усилителя 4, после чего сигнал поступаст в синхроннйй детектор 5, где импульсное напряжение преобразуется в напряжение, пропорцио-, 65 нальное измеряемой величине. С выхода усилителя 4 импульсный сигналпоступает на информационные нходыДЗБ 6 и ДЗБ 7, а также на второйвход суммирующего усилителя 9,Для стробирования неискаженнойчасти импульсного сигнала усилителя 4 после окончания переходных процессов на управляющие входы и ДЗБ би 10, соответственно, подаются импульсы сигналов С, а на управляющиевходы ДЗБ 7 и ДЗБ 8, соответственно,подаются импульсы сигналон С, со второго выхода задающего генератора 1,Передний фронт импульсов сигналов С1и С. задержан относительно переднего фронта Импульсов напряжения с выхода источника 2 питания., Импульсысигнала С(,действуют в перный полупериод, а импульсы сигнала С - вовторой полупериод импульсов сигналас выхода усилителя 4.В исходном состоянии принимаем напряжения на выходах всех элементов устройства равным нулю.По первому импульсу сигнала Ссо второго выхода задающего генератора 1 ДЗБ б производит выборку напряжения с выхода усилителя 4, которая заканчивается н момент(окончание первого полупериода измерительного сигнала), Это напряжение Охранится в ДЗБ б до прихода следующего. импульса сигнала С . Величинуэтого напряжения можно записать:О )ф 4где Ос - величина полезного сигнала,О - величина напряжения помеюхи в сц.По первому импульсу сигнала С,со второго выхода задающего генератора 1 ДЗБ 7 производит выборку напряжения с выхода усилителя 4, которая заканчивается в момент времени(окончание второго полупериода измерительного сигнала). Это напряжение О хранится в ДЗБ 7 до приходаследующего сигнала С 4, Величину этого напряжения можно записать:11 С И- С И 1 И 1где О - величина напряжения полезсного сигнала с отрицательный полупериод;О - величина напряжения помеИ 2 хи в момент сьО - величина приращения напряжения помехи за время второго полупериода измерительного сигнала,Кроме этого, по первому. импульсусигнала С со второго выхода задающего генератора 1 производится вы- .борка ДЗБ 8 сигнала, хранящегося вДЗБ б. Это напряжение О = О хранится в ДЗБ 8 до прихода очередногосигнала С . По второму сигналу Ссо второго ныхода задающего генератора 1 ДЗБ б производит выборку напряжения с выхода усилителя 4, которая заканчивается в момент времени сз (окончание третьего полупериода измерительного сигнала). Это напряжение О хранится в ДЗБ б до при 5хода следующего сигнала С и является исходным напряжением для следующего такта измерения,Напряжение на выходе усилителя 4в момент времени с можно записать:ОС ь=ОсО 1+д Огде О - величина напряжения помеМхи в момент времениЮ - величина приращения напряжения помехи эа время третьего полупериода измерительного сигнала,В момент времени сэ напряжение О 4одновременно поступает на второй вход:уммирующего усилителя 9, на который поступает напряжение с выходаДЗБ 8, а на третий вход суммирующего усилителя 9 в этот же момент йоступает напряжение с выхода ДЗБ 7.В суммирующем усилителе 9 происходит алгебраическое сложение сигналов, соответствующих напряжениям Ои О, поданных на первый и второйвходы усилителя 9 с удвоенным напряжением О,поданным на третий входусилителя 9. В результате. напряженияна выходе усилителя 9 в третий полупериод можно записатьС)9=О+04-2.О 7.35 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Груздев С.В. и Прошин Е.М.Импульсная тензометрия. М., "Энергия",1976, с, 20-21.2. Автоматика, вычислительная техника и приборостроение, Сборник реФератов НИР и ОКР, 1979, Р 7,реф, Б 700697 (прототип),Подставйв значения О 4, О. и О получаем: 09 (Ос+Оп 1)+ГОс+(Ою+ дОм Оюц-2 ( Ос+Ом+дОи) =4 Ос фдОю дЪ.-Ййм Предполагая, что за время каждого полупериода приращение помехи не иэменЯетсЯ (т. е. ЬОщ = Ои), 45 напряжение на выходе усилителя 9 можно записать О = 1 ОеТаким образом, к моменту времени с на выходе суммирующего усилителя 9 получается учетверенное значение напряжения полезного сигнала с выхода усилителя 4, свободного от помехи, Это напряжение в тот же момент времени с по второму импульсу сигнала С со второго выхода задающего генератора 1 выбирается ДЗБ 10 и хранится в нем до прихода следуюшего сигнала С.:.Гатем весь йроцесс измерения повторяется и по каждому следующему сигналу С заканчивается очередной1цикл измерения,Напряжение на выходе усилителя 4 в момент с , выбираемое и хранимое в ДЗБ б, является новым исходным значением напряжения измерительного сигнала для следующего цикла измерения, эаканЧивающегося в момент времени и т,д. Следовательно, в каждый первый полупериод измерительного сигнала на выходе устройства появляется текущее значение напряжения, пропорциональное измеряемой величине деформации. Таким образом, данное изобретение дает воэможность производить измерение в каждый период измерительного сигнала, что при изменяющемся измеряемом параметре - деформации повышает точность измерения. Тензометрическое устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, источник питания, тенэомост, усилитель и синхронный детектор, включающий суммирующий усилитель, первый и второй динамическиэ запоминающие блоки, информационные входы которых подключены к выходу усилителя, а управляющие - к второму выходу задающему генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, синхронный детектор снабжен третьим и четвертым динамическими запоминающими блоками, управляющие входы которых подключены к второму выходу задающего генератора,. выход первого динамического запоминающего блока соединен с информационным входом третьего динамического запоминающего блока, выход которого подключен к первому входу суммирующего усилителя,. второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход второго динамического запоминакцего блока подключен к третьему входу суммирующего усилителя, выход которого соединен с информационным входом четвертого динамического запоминающего блока.)- 3 5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 5/54 ВНИИПИ ГосУДаР по делам изо 113035, Москваго комите й и откры Раушская Подписноеа СССРийнаб д, 4/