Устройство для измерения сигналов параметрических преобразователей

(54) УС ПОВ ПАР (57) Из РОЙСТВО ДЛ 1 ЕТРИЧЕСКИ бретение о ительной тизме оиства ензорези тво СССР О, 1980, о СССР1973,изобрете измерения сторов по ло ного да ка и расши 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельУ 746300, кл. 0 01 В 17/Авторское свидетельстФ 381875, кл, О 01 В 71 0 40 01 В 7(18, д ти к уст с помощь р ов, Цел точности тензорез измерите,ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАПРЕОБРАЗОВАТРЛЕЙ носится к обласхники, в частнося измерения силы сторных динамометия - повышение сопротивлений умостового си1471064 функциональных возможностей. Сопротивления нагружаемых от силозадающей машины 56 тензорезисторов 1819попумоста измеряются путем подборапроводимостей в соответствующих магазинах проводимостей 37,38,39, включенных параллельно соответственноопорному резистору 2 и д обавочным Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения силы с помощью тензорезисторных динамометров.Цель изобретения - повышение точности измерений сопротивления тензорезисторов полумостового силоиэмерительного датчика и расширение функциональных возможностей, 10На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения сигналов параметрических преобразователей - сопротивлений тензорезисторов - при градуировке тензорезисторного полумостового силоизмерительного датчика.Устройство содержит источник 1 питания датчика, в цепь которого пос-.ледоватепьно включены опорный реэис тор 2, узел 3 компенсации неинформативной составляющей сигнала датчика, содержащий резистор 4 и трансформатор 5, первичная обмотка которого включена параллельно резистору 25 4, причем источник 1 питания через линии связи 1, и контакты 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13 коммутатора, содержащего комиутирующие уэлы 14- 17 управления, соединены с тензоре эисторами 8 и 19 датчика с добавочными резисторами 20 и 21. Сигналы с опорного резистора 2 и подключенного резистора или тензорезистора через линии связи 11, контакты 22 и 23 или 24 и 25, или 26 и 27, или 28 и 29 и через вторичные обмотки .трансформатора 5 блока 3 компенсации подают на первичные обмотки трансформаторов 30 и 31, вторичные обмотки которых соединены последовательно-встречно и соединены с входом нуль- органа 32Выход нуль-оргийна 32 соерезисторам 20,21 имитатора датчика43. Магазины проводимостей управляются с помощью кодов блока автоматики 33 через блоки регистров 34, 35,36. Подбираемые в процессе измерениякоды проводимостей через блок вентилей 40 поступают в запоминающее уст-ройство 41, 1 ил. динен с блоком 33 автоматики, выход которого соединен с информационными входами блоков регистров 34 - 36, а выходы этих регистров соединены соответственно с управляющими входами магазинов 37 - 39 проводимостей, включенных параллельно опорному резистору 2 и добавочным резисторам 20 и 21Выходы регистров 35 и 36 подключены к инйормационным входам блока 40 вентилей, выход которого соединен с входом запоминающего устройства 41, Управляющие входы регистров 34 - 36, блока 40 вентилей и коммутирующих узлов 14 - 17 соединены с соответствующими выходами блока 42 синхронизации.Блоки регистров 35 и 36, магазины 38 и 39 проводимостей и добавочные резисторы 20 и 21 со связями между ними используют в качестве имитатора 43 датчика для получения градуировочной характеристики датчика в комплекте с территориально удаленными стационарными линиями связи и измерительным устройством путем вос-. произведения сопротивлений плеч ими-, татора, равных сопротивлениям тензорезисторов датчика в функции величины воздействующих на датчик усилий.Узел 42 синхронизации содержит последовательно включенные генератор 44 тактовых импульсов, схему И 45, пусковой триггер 46, делитель 47 частоты, счетчик 48 и дешифратор 49,выходы которого выдают синхроимпульсы для управления работой узлов устройства, Генератор 44 подключен также к блоку 33 автоматики и источнику 1 питания через схему И 45. Первая, третья, пятая н седьмая шины дешиф 1471064ратора 49 подключены соответственно к триггерам 50 - 53, выходы которых соединены соответственно с узлами 14-17 управления коммутатора, при этом первые входы триггеров 50-53 соединены соответственно с первой, пятой, третьей и седьмой шинами дешифратора, а вторые входы триггеров 50 - 53 соединены соответственно с 10 третьей, седьмой, пятой и девятой шинами дешифратора, Вторая и шестая шины дешифратора соединены соответственно через схему ИЛИ 54 с управляющим входом регистра 34, а четвер тая и восьмая шины дешифратора соединены соответственно с управляющими входами регистров 35 и 36. Вторая, четвертая, шестая и восьмая шины дешифратора через схему ИЛИ 55 соеди иены с управляющим входом блока 33 автоматики.Воздействия силы при градуировке измерительного полумоста осуществляются с помощью испытательной маши- ,25 ны 56.Пунктиром изображен имитатор 43 датчика, перенесенный на испытательный стенд для получения градуировочной характеристики датчика, совмест но со стационарными линиями связи 1 и измерительным устройством 57.Плечи имитатора, т.е. сопротивления 20 и 21 с параллельно включенными магазинами 38 и 39 проводимостей, подключают через линии связи Х к измерительному устройству 57, а управляющие и информационные входы регистров 35 и 36 соединяют с выходом ЭВМ 58, которая осуществляет управление 40 работой магазинов 38 и 39 в соответствии с занесенными в запоминающее устройство 41 кодами в процессе градуировки датчика. Данная совокуп,ность используется для градуировки 45 стационарных линий связи и измерительных устройств в отсутствии испытательной машины 56, воздействующей на датчик, на испытательном стенде, где размещены линии связи 1 и измерительное устройство 57Устройство работает следующим образом.Опорный резистор 2 сопротивлением Б: Б , в цепь питания к оторог оочерез контакты коммутатора поочередно подключаются тензорезисторы Н, выдает сигнал, снимаемый первичными обмотками трансформаторов 30 и 31, вторичные обмотки которых соединены последовательно-встречно, что позволяет выделить сигнал, пропорциональный ЬБ = Б = Б , При коэффициентеотрансформации, равном единице, на выходе вторичных обмоток будет сигналЫ.1 = 1 Б- - Ы = ЫБ- р о Фгде Ь 11 - информативная составляющая сигнала тенэорезистора;ток в цепи питания.Информативная составляющая сигнала тензорезистора измеряется с по-. мощью аналого-цифрового преобразования,которое осуществляют нуль-орган 32 и блок 33 автоматики. Узел 3 ком- пенсации неинформативной составляющей сигнала датчика Ж,позволяет измерять информативную составляющую хЬБс относительной погрешностью 1,5 - 2 7 (от 6 Б ) при разбросе длины линий связи от нескольких до 200 м.КоэФФициент деления делителя 47 выбирают так, чтобы временной интервал между выходными импульсами был не меньше времени срабатывания контактов коммутатора и времени преобразования сигнала ЫБ в цифровой эквивалент.После установки элементов устройства в исходное состояние (цепи подготовки не изображены) с помощью кнопки "Пуск" подают сигнал разрешения с триггера 46 на поступление тактовых импульсов с задающего генератора 44 через схему И 45 на источник 1 питания, блок 33 автоматики и через делитель 47 частоты на счетчик 48 и дешиФратор 49. Серия импульсов, получаемая на выходных шинах дешифратора 49, используется как синхроимпульсы устройства.Первый импульс этой последовательности поступает на триггер 50, взводит его, и сигнал с его выхода, поданный на узел 14 управления коммутатором, с помощью контактов 6, 7, 22 и 23 подключает тензорезистор 18 . к источнику 1 питания и трансформатору 30. При этом информативная составляющая сигнала датчика Ы с вторичных обмоток трансформаторов 30 и 31 поступает на нуль-орган 32. Через промежуток времени между 1-м и 2-м5 147 импульсами с выхода делителя 47 частоты, который необходим для срабатывания контактов коммутатора, импульс второй шины дешифратора через схему ИЛИ 54 разрешает считывание информации с выхода блока 33 автоматики в регистр 34, управляющий магазином 37 проводимостей,и через схему ИЛИ 55 .подготавливает и запускает блок 33 автоматики.В устройстве использован метод поразрядного уравновешивания, при котором с частотой тактовых импульсов производится последовательное подключение сопротивлений магазина 37 проводимостей параллельно резистору 2. В зависимости от соотношения амплитуды сигналов, поступающих на трансформаторы 30 и 31 с тензорезистора 18 и резистора 2, зашунтированного соответствующей. проводимостью магазина 37, на каждом такте измерения нуль-орган 32 выдает сигнал управления на блок 33 автоматики, а через него на регистр 34, который или оставляет соответствующее сопро-. тивление магазина 37 проводимостей подключенным параллельно резистору 2, или отключает его от резистора 2, тем самым уравновешивая сопротивления тензореэистора 18 и резистора 2, Так как соединение тенэорезистора 18 осуществляется по линиям связи 1, вносящим искажения в результат измерений, то сопротивление резистора 2, зашунтированное соответствующим набором проводимостей магазина 37,ста-. новится равным суммарному сопротивлению тензорезистора 18 и линий связи 1, (эквивалентное сопротивление тензорезистора 18).Третий синхроимпульс, поступивший на дешифратор 49, снимает разрешение на считывание информации с блока 33 автоматики в регистр 34 и выдает сигнал на третью шину дешифра- . тора 49, перебрасывающий триггер 50 в исходное состояние, т.е. отключаю" щий тензорезистор 18 от источника 1 питания и от трансформатора 30. Кроме того, он взводит триггер. 52, с выхода которого сигнал управления поступает на узел 16, и с помощью контактов 10,11,26 и 27 подключает ре" зистор 20 к источнику 1 питания и трансформатору 30 через те же линии связи Х , которыми был подключен кУэтим блокам тенэорезистор 18. 1064Четвертый синхроимпульс, снимаемый с четвертой пины депифратора 49,через схему ИЛИ 55 подготавливает5и пускает блок 33 автоматики и разрешает считывание информации в регистр 35, который управляет подключением сопротивлений магазина 38проводимостей параллельно резистору 20. Аналогично происходит уравновепивание сопротивления резистора 2,зашунтированного соответствующим набором проводимостей магазина,37 иравного эквивалентному сопротивле 15 нию тензорезистора 18, с сопротивлением резистора 20 путем порязрядного шунтирования резистора 20 сопротивлениями магазина 38 проводимостей. По окончании уравновешиванияэквивалентное сопротивление резистора 20 равно эквивалентному сопротивлению тензорезистора 18.Пятый синхроимпульс выключает регистр 35 и выдает сигнал на следую 25 щую, пятую, нину, который переводиттриггер 52,в исходное состояние,отключая резистор 20 и магазин 38от источника 1 питания и трансформатора 30. Кроме того, он взводит триг 30 гер 51, который через узел 15 управления с помощью контактов 8, 9, 24и 25 подключает тензореэистор 19 через линии связи 1, к источнику 1 питания и трансформатору 30,0 естой синхроимпульс, снимаемыйс шестой шины дешифратора 49, черезсхему ИЛИ 54 разрешает считываниеинформации с блока 33 информации врегистр 34, управляющий магазином37. Кроме того, он через схему ИЛИ55 подготавливает и пускает блок 33автоматики, Далее производится уравновешивание сопротивлений описаннымвыше способом, По окончании уравно 45 вешивания сопротивление резистора 2равно эквивалентному сопротивлениютензорезистора 19.Седьмой синхроимпульс выключаетрегистр 34 и перебрасывает триггер5 О 51 в исходное состояние, а такжевзводит триггер 53, который с помощьюузла 17 управления контактами 12,13, 28 и 29 подключает резистор 21 ипараллельно подключенный к нему мага 55 зин 39 проводимостей к источнику 1питания и к первичной обмотке трансформатора 30 через линии связи 1 .Восьмой синхроимпульс через схемуИЛИ 55 подготавливает и включает1471064 формула изобретенияУстройство для измерения сигналов параметрических преобразователей,Составитель А.Кокарев.Техред А.Кравчук Корректор А,Обручар Р едак тор В. Петраш Заказ 1580/44 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-З, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 блок 33 автоматики и разрешает считывание информации в регистр Зб,управляющий магазином 39 проводимостей. Производится уравновешивание сопротивлений, в конце которогосопротивление резистора 21, зашунтированного соответствующим наборомпроводимостей магазина 39,. равно эквивалентному сопротивлению тенэорезистора 19,Девятый синхроимпульс переводиттриггер 53 в исходное состояние,отключая резистор 21 и магазин 39 проводимостей от источника 1 питания,.а также разрешает перезапись кодовподобранных проводимостей из регистров 35 и 36 через блок вентилей взапоминающее устройство 41.Блок 43 используют затем в качестве имитатора датчика для воспроизведения сопротивлений тензорезисторов 18 и 19 при градуировке датчика с территориально удаленными ста-ционарными линиями связи и измерительным устройством. Для этого имитатор.переносят на испытательныйстенд, где цепи питания и измерительные цепи резисторов 20 и 21 сподключенными к ним магазинами 35и 36 проводимостей подключают черезстационарные линии связи Х к измерительному .устройству 57, а управление на соответствующие проводимостимагазинов 38 и 39 с регистров 35 и36 подают с выхода ЭВМ 58, куда считываются результаты измерений сопротивлений тенэорезисторов 18 и 19 сзапоминающего устройства 41, запи.санные в цифровом виде в ходе воздействия на датчик усилиями, задаваемыми от испытательной машийы 56. содержащее кокчутатор, источник питания преобразователя, два трансформатора с последовательно-встречно включенными вторичными обмотками, соединенными с входом нуль-органа, последовательно соединенные с источникомпитания преобразователя узел компенсации неинформативной составляющейсигнала преобразователя и опорныйрезистор, соединенный с первичной обмоткой первого трансформатора, блокавтоматики, вход которого соединенс выходом нуль-органа, и узел синхро низации, отличающеесятем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, устройство дополнительно снабжено запоминающимустройством, .двумя резисторами,соединенными в полумост, тремя регистрами управления, тремя управляющимимагазинами проводимостей и блокомвентилей, при этом каждый дополни тельный резистор через контакты коммутатора соединен с цепью питанияпреобразователя с первичной обмоткойвторого трансформатора, каждый магазин проводимостей соединен соответ ственно параллельно опорному и двумдополнительным резисторам, информационные входы регистров соединенымежду собой и с выходом блока автоматики, управляющие входы регистровсоединены с выходами блока синхронизации, а выходы регистров соединеныс управляющими входами магазиновпроводимостей, выходы второго итретьего регистров управления соеди иены с инФормационными входами блока вентилей, управляющий вход и выходы которого соединены соответственно с выходом блока синхронизации ивходами запоминающего устройства,которое в свою очередь имеет клеммыподключения потребителя.