Устройство для измерения деформации

(61) Дополнитель (22) Заявлено 09, сприсоединением (23) ПриоритетОпубликован Дата опублик 1)м. Кл.з 6 01 М 5/00 ,С 01 Э 5/12 авт. ву -2 793200/29-3 7,79 ая и осударствениый ком СССР ио делам изобретен и открытий) УСТРОЙСТВО ДЛ ерен тов, оль- пред ройства явеобходимост олученныхвает затраст аль та иИзобретение относится к изм ию и регистрации деформации объек в частности к устройствам, исп зуемым при оснащении стендов, назначенных для вибрационных испытаний конструкций.Известно устройство для измерения деформациЯ, содержащее возбудитель механических колебаний, измерительные датчики, установленные в контролируемых точках объекта и подключенные к многоканальному усилителю, коммутатор каналов, связанный с преобразователем аналог-код, и регистратор, в котором каждый канал. измерения снабжен блоком памяти максимальной амплитуды и ключом, включенным между выходом измерительного усилителя и входом коммутатора, при этом вход сброса блока памяти связан с кбммутатором через ключ, Такое устройство используется для определения формы колебания (деформации) объекта. При этом в цифровой форме регистрируются максимальные значения деформации (1.Недостаток этого у ройства состо ит в необходимости д нейшей обработки цифровых резуль тов с целью получения графических эображений деформации, что удорожает процессиспытаний.Известно устройство для измерениядеформации, содержащее первую группудатчиков, которые подключены к однимсоответствующим входам первого коммутатора, выход которого подключенко входу первого усилителя, блок управления, формирователь и регистрирующий блок (2)Недостатком этого устляется его сложность и н ьв дальнейшей обработке презультатов, что увеличи 5 ты на испытания.Цель изобретения " повышение точности измерения.Поставленная цель достигается темчтр устройство для измерения дефор- О мации, содержащее первую группу дат"чиков, которые подключены к однимсоответствующим входам первого коммутатора, выход. которого подключенко входу первого усилителя, блокуправления, формирователь и регистрирующий блок, снабжено второй группой датчиков, вторым коммутатором,вторым усилителем, двумя ключами,двумя элементамидамяти, двумя сум- О маторами, двумя интеграторами, компаратором, делителем напряжения ивыпрямителем, причем первая группадатчиков подключена к одним соответствующим входам второго коммутатораи блока управления, выход первогоусилителя через первый ключ соединенсо входом первого элемента памяти,выход которого подключен к одним извходов сумматоров, выход первогосумматора подключен через первый интегратор к другому входу второго сумматора, выход которого соединен через регистрирующий блок к выходу второго интегратора, вторая группа датчиков подключена к другим входамкоммутаторов и к блоку управления,один из выходов которого соединенсо входами интеграторов и коммутаторов, другой выход блока управлениясоединен со входом компаратора и совходом выпрямителя, выход которогочерез последовательно соединенныеделитель напряжения, компаратор иформирователь подключен ко входамключей, а выход второго коммутаторачерез последовательно соединенныевторые усилитель, ключ и элементпамяти подключен к другому входупервого сумматора.На фиг1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2циклограмма работы коммутаторов;на фиг. 3 - график,эпюры деформациив случае использования сигналов отсеми датчиков.устройство содержит первую гРуппудатчиков 1, вторую группу датчиков 2,коммутаторы 3 и 4, усилители 5 и 6,блок 7 управления, формирователь 8,регистрирующий блок 9, ключи 10 и11, элементы 12 и 13 памяти, сумматоры 14 и 15, интеграторы 16 и 17,делитель 18 напряжения, компаратор19, выпрямителл 20, переключатель 21и генератор 22,Устройство работает следующим образом.Для примера считается, что сигналы на входах 1 гармонические и синхронизация работы устройства производится по сигналу первого датчикапервой группы. В этом случае входвыпрямителя 20 через переключатель21 подключен ко входу первого датчика первой группы. На выходе компаратора 19 формируются прямоугольные импульсы напряжения в моментывремени, определяемые из равенстваЕ,(.К 2 К 8=.ЕФ со,где Е з 1 пай - сигнал на входе пер 1вого датчика первойгруппы;1 ,К - коэффициенты передачи выпрямителя 20 иделителя 18. В моменты прохождения фронтов(переднего или заднего) импульсовна выходе компаратора 19 формирователь 8 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы малой длительности, открывающие на время своейдлительности ключи 10 и 11. При этомв элементах 12 и 13 памяти запоминаются мгновенные значения (для моментов времени 1 о) напряжений навходах устройства, подключенных к 10 выходу коммутаторов 3 и 4, Частотасигналов на входах первого датчикагораздо выше частоты переключениякоммутаторов 3 и 4. Пока коммутаторы не переключаются на другие входы, 1 напряжение на выходах элементов 12и 13 памяти остается постоянным, несмотря на многократное включениеключей (при неизменном положении переключателя 21 и постоянном кв).Когда на вход устройства подаютсигналы от семи датчиков (п=7), в начальном состоянии на выходах коммутаторов 3 и 4 есть сигналы входовпервого и второго соответственно.При внешнем запуске генератора 22 онформирует последовательность из 6-иимпульсов(число импульсов равно п).напряжение на выходе сумматора 14описывается выражением.ЗО(4 1 Э 1- " "фгде 0 ,0 э - напряжения на элементах 12 и 13 памяти;ш,(щ) - номера входов устрой"ства, подключенные к выходам коммутаторов 3 и 4 соответственно.Напряжение на выходе интегратора16 описывается выражением1 ЬэаМ(6-Опри наличии им 45 пульсов генератора 22при отсутствииимпульсов генератора 22,Ы где Т - длительность импульса на.выходе генератора 22.Зпюры напряжений Ц 2,27 на выходах сумматора 15 и интегратора 17,воздействующих на входы регистрирующего блока 9, приведены на фиг.й,пример эпюры мгновенных значений деформации " на фиг. 3.Напряжение на выходе сумматора 15описывается выражениемц1)Я ф 13 22) о)В 042при наличии импульса генератора 22при отсутствииимпульса генератора 22.Интегратор 27 интегрирует поступающую на его вход последовательность импульсов. Эпюры напряжений 0,07, поступающих на входы двухкоординатного регистрирующего блока 9, приведены на фиг. 2.Для построения эпюр деформаций при других мгновенных значениях изменяется коэффициент передачи делителя 18, переключается переключатель 21 и вышеописанный процесс повторяется после установки коммутаторов 3 и 4 и интегратора 17 в начальное состояние.15Формула изобретенияУстройство для измерения деформа дии, содержащее первую группу датчиков, которые подключены к одним со ответствующим входам первого коммутатора, выход которого подключен ко входу первого усилителя, блок управления, Формирователь и региструрующий блок, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено второй группой датчиков, вторым комму" татором, вторым усилителем, двумя ключами, двумя элементами памяти, двумя сумматорами, двумя интеграторами, компаратором, делителем напряжения и выпрямителем, причем первая группа датчиков подключена к одним соответствующим входам второго коммутатора и блока управления, выход первого усилителя через первый ключ соединен со входом первого элемента памяти, выход, которого подключен к одним из входов сумматоров, выход первого сумматора подключен через первый интегратор к другому входу второго сумматора, выход которогб соединен через регистрирующий блок к выходу второго интегратора, вторая группа датчиков подключена к другим входам коммутаторов и к блоку управления, один из выходов которого соединен со входом интеграторов и , коммутаторов, другой выход блока управления соединен со входом компаратора и со входом выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные делитель напряжения, компа" ратор и формирователь подключен ко входам ключей, а выход второго коммутатора через последовательйэ соединенные вторые усилитель, ключ и эле" мент памяти подключен к другому входу первого сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 433374, кл. 6 01 М 5/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2484718/23,кл.6 01 0 5/12,1977 (прототип) .851144 Юигиаюм гхИЮ иа Вацадв коииря. У/5 филиал ППП Патентфф роектная, 4 Сиз иаюьУходанд ФихИгкоммун 3 Тираж 907 ВНИИПИ Государотвенног по делам иэсбретений 3035, Москва, Ж, Рауш