Устройство для определения деформации изгиба

,54 С 01 в 11/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 5-2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТ(54), УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА(57) Изобретение относится к электронно- оптическим средствам измерения деформации и может быть использовано для измерения линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для измерения также ЯО 1381331, А 1 и угловои деформации кручения, что достигается введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающих цент ральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифраторов и измерением числа периодов задающего генератора, проходящих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за время между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с центрального фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора. Число импульсов в каждом счетчике переписывается блоком регистрации. 3 ил.5015 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электронно- оптическим средствам измерения деформации и может быть использовано для измерения линейных и угловых деформаций конструкций и деталей машин,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для измерения также и деформации кручения, что достигается введением в устройство экрана со щелевым отверстием перед источником света, разбиением среднего столбца матрицы фотоэлементов на три участка, включающие центральный фотоэлемент и области по обе стороны от него, питанием всех фотоэлементов в каждом столбце последовательными импульсами от дешифраторов и измерением числа периодов задающего генератора, проходящих на информационные счетчики угловой и линейной деформации соответственно за время между импульсами с фотоэлементов двух крайних столбцов и между импульсами с фотоэлемента среднего столбца и с первого выхода его дешифратора.На фиг. 1 представлено устройство, общая схема; на фиг. 2 - матрицы фотоэлементов, общий вид; на фиг, 3 - блок-схема электронной части устройства. Устройство для определения деформации изгиба и кручения содержит световодный канал 1, выполненный в виде трубы с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник 3 света с отражателем 4 и светоприемник 5, установленный перед источником 3 света экран 6 со щелевым отверстием, и блоки обработки информации и регистрации (на фиг. 1 не показаны).Светоприемник 5 выполнен в виде матрицы фотоэлементов (фиг. 2) из трех столбцов 7, 8 и 9, причем средний столбец 8 содержит нечетное число фотоэлементов, разбитых на три участка: центральный фотоэлемент 10 и две области 11 и 12 с каждой стороны от него.Щелевое отверстие экрана 6 расположено в плоскости, перпендикулярной продольным осям столбцов 7, 8 и 9 матрицы фотоэлементов.Электронная часть устройства содержит (фиг. 3) задающий генератор 13, управляющие счетчики 14 и 15 с дешифраторами 16 и 17, четыре схемы И 18 - 21 с прямыми входами, три схемы И 22 - 24 с одним прямым и одним инверсным входом, две схемы ИЛИ 25 и 26 соответственно с двумя и тремя входами, четыре Я 5-триггера 27 - 30 с установочными Я- и Я-выходами, Т-триггер 31 со счетными установочными входами, два информационных счетчика 32 и 33 со счетными и установочными входами, блок 34 регистрации, а также информационные шины 35 и 36 линейной деформации и 37 и 38 угловой деформации. Входы управляющих счетчиков 14 и 15 соединены с задающим генератором 13, а выходы - соответственно с дешифраторами 16 и 17. Первый выход дешифратора 16 соединен с установочными Я-входами Я 5- триггеров 27 и 28, Т-триггера 31 и информационного счетчика 32, а каждый последующий - соответственно в порядке возрастания с одним из фотоэлементов каждого из крайних столбцов 7 и 9 матрицы, Свободные выводы всех элементов в крайнем столбце 7 соединены с информационной шиной 35 угловой деформации, в крайнем столбце 9 - с информационной шиной 36 угловой деформации, Выходы схемы И 18 и схемы ИЛИ 15 соединены с каждой из информационных шин 35 и 36, Выход схемы И 18 соединен с инверсным входом схемы И 22; а выход схемы ИЛИ 25 - с прямым выходом той же схемы И 22. Т-триггер 31 соединен счетным входом с выходом схемы И 22, прямым выходом с входом схемы И 19, а инверсным выходом с управляющим входом блока 34 регистрации. Установочный 5-вход Я 5-триггера 27 соединен с информационной шиной 35, а выход - с инверсным входом схемы И 23. Прямой вход схемы И 23 соединен с информационной шиной 36, а ее выход - с установочным 5-выходом Ю-триггера 28, выполняющего функцию триггера знака угловой деформации. Счетный вход информационного счетчика 32 соединен с выходом схемы И 19, а выходы всех его разрядов, так же как и выход Ю-триггера 28, - с информационными входами блока 34 регистрации. Указанные элементы образуют канал измерения угловой деформации.Первый выход дешифратора 17 соединен с центральным фотоэлементом 10 среднего столбца 8 матрицы, а также с установочными Я-входами Я 5-триггера 29 и информационного счетчика 33 и прямым входом схемы И 24. Каждый последующий выход дешифратора 17 соединен соответственно с двумя симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента 10 фотоэлементами среднего столбца 8 матрицы. Своими свободными выводами совокупность фотоэлементов 11, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента 10, соединены с информационной шиной 37 линейной деформации, а совокупность фотоэлементов 12, расположенных по другую сторону от того же фотоэлемента 10, - с информационной шиной 38 линейной деформации. Информационная шина 37 соединена с одним из входов схемы ИЛИ 26 и с одним из входов схемы И 20. Информационная шина 38 соединена с другим входом схемы ИЛИ 26. Свободный вывод центрального фотоэлемента 10 соединен с инверсным входом схемы И 24 и с третьим входом схемы ИЛИ 26. Установочные Р- и 5-входы Р 5- триггера 30 соединены соответственно с выходами схемы ИЛИ 26 и схемы И 24, прямой1381331 Формула изобретения 35 40 прохождение импульса с первого выхода дешифратора 17 через схему И 24 на уста новочный 5-вход Р 5-триггера 30, последний не изменит своего состояния, схема И 21 останется закрытой и импульсы от задающего генератора 13. не пройдут в информационный счетчик 33, Благодаря наличию на инверсном выходе Р 5-триггера 30 разрешающего потенциала в блок 34 регистрации записывается нулевое значение линейной деформации.При появлении угловой деформации кручения импульсы с шин 35 и 36 приходят не одновременно и через схему ИЛИ 25 про 3выход - с одним из входов каждой из двух схем И 20 и 21, а инверсный выход - с управляющим входом блока 34 регистрации. Установочный 5-вход Р 5-триггера 29, выполняющего функции триггера знака линейной деформации, соединен с выходом схемы И 20, а выход - с одним из информационных входов блока 34 регистрации. Счетный вход информационного счетчика 33 соединен с выходом схемы И 21, а выходы всех его разрядов - с информационными входами блока 34 регистрации. Указанные элементы образуют канал измерения линейной деформации.Устройство работает следующим образом.Световодный канал 1 устанавливают на исследуемом объекте и закрепляют его торцы на поверхности объекта. В исходном положении проекция щелевого отверстия экрана 6 располагается на матрице фотоэлементов так, что освещенными оказываются центральный фотоэлемент 10 и одноименные фотоэлементы в крайних столбцах 7 и 9. При работе дешифраторов 16 и 17 питающее напряжение через ключи (не показаны) поступают к соответствующим фотоэлементам. При этом на выходах освещенных фотоэлементов возникает импульсный сигнал, длительность которого определяется задающим генератором 13.При отсутствии угловой деформации кручения импульсы на шинах 35 и 36 появляются одновременно, вследствие чего срабатывает схема И 18, запрещающая прохождение импульса на счетный вход Т-триггера 31, последний не изменит свое состояние,схема И останется закрытой и импульсы от задающего генератора 13 не пройдут в счетчик 32, который периодически при пдявлении импульса на первом выходе дешифратора 16 устанавливается в нулевое состояние. Благодаря наличию на инверсном выходе Т-триггера 31 размещающего потенциала в блок 34 записывается нулевое значение угловой деформации.Аналогично при отсутствии линейной деформации изгиба импульс на выходе центрального фотоэлемента 1 О, поступивший на инверсный вход схемы И 24, запретит ходят два импульса, каждый из которых меняет состояние Т-триггера 31. Интервал 10 15 20 25 30 времени между импульсами однозначно связан с величиной измеряемой угловой деформации (соответственно изменяется число импульсов, записанное в счетчике 32). Знак угловой деформации при этом заполняется до конца цикла опроса дешифратора 16 в Ю-триггере 28.При появлении линейной деформации изгиба в зависимости от знака появляется импульс либо на информационной шине 3, либо на информационной шине 38. При этом Ю-триггер 30 перебрасывается сначала в одно состояние с приходом через схему И 24 импульса с первого выхода дешифратора 17, а потом - в противоположное состояние с приходом импульса с шин 37 или 38 через схему ИЛИ 26. Интервал времени между этими двумя импульсами однозначно связан с величиной измеряемой линейной деформации. Соответственно изменяется и число импульсов, проходящих от задающего генератора 13 через схему И 21 на счетный вход информационного счетчика 33. Знак деформации запоминается до конца опроса дешифратора 17 в Ю-триггере 29. Величины и знаки угловой и линейной деформации записываются в блоке 34 регистрации в синхронные моменты времени, что повышает точность контроля сложных деформационных процессов.Использование предлагаемого устройства позволяет определять не только деформации изгиба, но и деформации кручения с высокой точностью и быстродействием. Устройство для определения деформации изгиба, содержащее световодный канал с зачерненными стенками, расположенные в нем на противоположных торцах источник света и светоприемник, выполненный в виде матрицы фотоэлементов из трех столбцов, крайние из которых расположены симметрично относительно среднего столбца, блок обработки информации и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства для измерения также и деформации кручения, оно снабжено экраном со щелевым отверстием, установленным в канале перед источником света и лежащим в плоскости, перпендикулярной продольным осям столбцов матрицы, блок обработки информации выполнен в виде задающего генератора, соединенных с генератором двух управляющих счетчиков с дешифраторами, четырех схем И с прямыми входами, трех схем И с одним прямым и одним инверсным входом, двух схем ИЛИ, четырех Я 5-триггеров с установочными Я- и 5-входами, одного Т-триггера со счетным и установочным входами и двух информационных счетчиков, блок регистрации выполнен в виде запоминаю 13813315щего устройства с информационными и управляющими входами, первый выход первого дешифратора соединен с установочными Я-входами первых двух Р 5-триггеров, Т. триггера и первого информационного счет, чика, каждый последующий выход первого дешифратора соединен соответственно с одним из фотоэлементов каждого крайнего столбца матрицы, свободные выводы всех , фотоэлементов в каждом крайнем столбцесоединены соответственно с одной из двух 1 О информационных шин угловой деформации, входы первой схемы И и входы первой схемы ИЛИ соединены соответственно с каждой информационной шиной угловой деформации, выход первой схемы И соединен с инверсным входом второй схемы И, выход пер вой схемы ИЛИ соединен с прямым входом второй схемы И, выход второй схемы И соединен со счетным входом Т-триггера, прямой выход Т-триггера соединен с первым входом третьей схемы И, выход третьей схемы И соединен со счетным входом первого информационного счетчика, установочный 5-вход первого Я 5-триггера соединен с первой информационной шиной угловой деформации, выход первого Р 5-триггера соединен с инверсным входом четвертой схемы И, 25 прямой вход четвертой схемы И соединен с второй информационной шиной угловой деформации, выход четвертой схемы И со единен с установочным 5-входом второгоЮ-триггера, первый выход второго дешиф ,ратора соединен с центральным фотоэлемен- ЗОтом среднего столбца, с установочными Я-входами третьего Й 5-триггера и второго информационного счетчика и с прямым вхо 6дом пятой схемы И, каждый последующий выход второго дешифратора соединен соответственно с двумя симметрично расположенными относительно центрального фотоэлемента фотоэлементами среднего столбца, каждая совокупность фотоэлементов среднего столбца, расположенных по одну сторону от центрального фотоэлемента, свободными выводами соединена с одной из информационных шин линейной деформации, свободный вывод центрального фотоэлемента соединен с инверсным входом пятой схемы И и с первым входом второй схемы ИЛИ, первая информационная шина линейной деформации соединена с вторым входом второй схемы ИЛИ, вторая информационная шина линейной деформации соединена с третьим входом второй схемы ИЛИ и первым входом шестой схемы И, выходы пятой схемы И и второй схемы ИЛИ соединены соответственно с установочными 5- и Я-входами четвертого КЯ-триггера, прямой выход четвертого Ю-триггера соединен с вторым входом шестой схемы И и первым входом седьмой схемы И, вторые входы третьей и седьмой схем И соединены с задающим генератором, выход шестой схемы И соединен с установочным 5.входом третьего Р 5-триггера, выход седьмой схемы И соединен со счетным входом второго информационного счетчика, инверсные выходы Т-триггера и четвертого Я 5-триггера соединены с управляющими входами блока регистрации, а прямые выходы второго и третьего Я 5-триггеров и выходы всех разрядов обоих информационных счетчиков соединены с информационными входами блока регистрации.1381331 А-А олуженк Составитель Н. о Техред И. Верес Тираж 680 ного комитета СССР п осква, Ж - 35, Рауш графическое предприят