Устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов

Союз СоввтскыкСоциалистичвскыкРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1936417(51)М, Кл. Н 03 К 13/О 7 ФЬоудорстюный квинтет СССР до дозам нзобретеннй и открытейОпубликовано 15.06,82. Бюллетень 22 Дата опубликования описания 15.06.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ МАКСИМАЛЬНЫХ УСИЛИЙ ПРИ ИСПЬ 1 ТАНИЯХ МАТЕРИАЛОВ1Изобретение относится к преобразованию и кодированию информации,а именно к устройствам для преобразования амплитуды аналогового сигнала в цифровую форму, в частности5к устроиствам для измерения и регистрации максимальных значений усилий при испытаниях материалов и изделий на растяжение, сжатие, изгиб,кручение, гидравлический разрыв ит.п., когда аналоговый сигнал резкоспадает до нуля в момент разрушенияиспытательного образца,Известны устройства, содержащиеаналогово-цифровой преобразователь 15(АЦП), который выдает число в параллельном коде, вспомогательныйрегистры, храняющий предыдущее значение кода, и блок сравнения кодов.При этом АЦП выдает через определенные промежутки времени новое число, которое сравнивается с предыду"щим числом, записанным в регистре,и если новое число больше (меньше) старого, то в регистр записывается новое число. Когда число перестает увеличиваться (уменьшаться), фиксиру" ют момент максимума (минимума) 1),Однако в данных поеободзователях ошибки в определении момента и амп- литуды экстремема возникают вследствие того, что моменты отсчета АЦП, сравнения нового числа со старым и записи в регистр нового числа иногда не совпадают с моментами появления экстремума. Относительно сложна ы схемная реализация таких преобразователей.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов, содержа" щее последовательно соединенные датчик усилий и аналого-цифровой преобразователь, а также счетчик и цифропечатающее устройство 2 1.При испытаниях материалов и изде лий на растяжение, сжатие, гидравли.936417 3ческий разрыв и т.п, значительные ошибки в измерениях таким преобразователем могут возникнуть при исчезновении исследуемого сигнала в момент разрушения испытываемого образца.5Цель изобретения - уменьшение погрешности и повышение надежности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения О и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов, содержащее последовательно соединенные датчик усилий и аналого-цифровой преобразователь, а также сцетчик и цифропечатающее устройство, введены датчик момента разрушения испыть,ваемого образца, многовходовый элемент И-НЕ, по одному элементу НЕ и двухвходовому элементу И-НЕ на каждый разряд цифрового кода, соединенные последовательно, причем вход элемента НЕ соединен с выходом соответствующего разряда аналого-цифрового преобразователя, выход двухвходового элемента д И-НЕ соединен с соответствующим входом многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с со. соответствующими управляющими входами Зо двухвходового элемента И-НЕ каждого разряда и входами цифропечатающего устпойства, упоавляюший вход которого соединен с выходом датчика момента разрушения испытываемого образца, а ввход "конец измерения " аналогово-цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом многовходового элемента И-НЕ. 40На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства.Устройство состоит из датчика 1усилий, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, преобразующего анало 45говый сигнал в цифровой параллельныйкод р выдающего импульсный сигнал конец измерения при окончании каждогоцикла измерения, элементов НЕ 3,двухвходовых элементов И-НЕ 4, много Овходового элемента И-НЕ 5, счетчикаб.с выходом результата счета в параллельном коде, датчика 7 момента разрушения испытываемого образца и цифропечатающего устройства (ЦПУ) 8,На каждый разряд кода имеется одинэлемент НЕ и один двухвходовый элемент И-НЕ. 4В исходном состоянии (при включенном питании), когда усилие на испытываемом образце, аналоговый сигнална входе и цифровой на выходе ЛЦП равны нулю, а гчетчик сброшен на нуль,на входы элементов 3 действуют сигналы от АЦП, уровень которых соответствует логическому "0, а на их выходах.и, следовательно, на первых(по схеме фиг, 1 сверху) входах двухвходовых элементов 4 сигналы, уровень которых соответствует логической "1, На вторых (по схеме фиг.сниз) вхорах элементов 4 сигналыот счетчика 5 соответствуют логическому "0". Следовательно, на выходахвсех элементов 4 действуют сигналы,уровень которых соответствует логической 1", При отсутствии сигналаконец измерений" с выхода АЦП, чтосоответствует сигналу логического0", на первом сверху входе элемента5, и наличии логической 1 на всехостальных входах элемента 5 на его выходе также будет логическая "1".При поступлении от АЦП сигнала нКонец измерений на выходе элемента 5 появляется сигнал, уровень которого соответствует логическому нулю.В результате этого на счетчик 6 поступает и запизаписывается пеовый счетный импульсспответствчпший единие младшего разряда кода. Последнее приводит к тому, что на оба входа элемента 4 (посхеме фиг. 1 первого снизу) поступаютсигналы, соответствующие логической1", а на его выходе - логический"0 В связи с этим на выходе многовходового элемента 5 вновь устанавли.вается сигнал, уровень которого соответствует логической "1, Начинаяс этого момента устройство пддготовлено к измерению исследуемого сигнала,Процесс измерения исследуемогосигнала и его максимального значения поясняется схемой (фиг. 1) играфиком, представленным на фиг, 2,где в функции времени с приведены:Х(1) - значение исследуемого сигнала в аналоговой форме на входе ЛЦП;х с- значение этого сигнала в цифровой форме на выходе АЦП; х 1,сзначение того же сигнала в цифровойформе на выходе счетчика. Причем значения х 1 и хХ 1 принимают аискоетные значения, коатные единице младшего разряда, используемого в устройстве цифрового кода,формула изобретения Источники информации.принятые во внимание при экспертизе1, Нетребенко К. А. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума, 1967, с.24- 26.2. Авторское свидетельство СССР М 256394, кл. Н 03 К 13/02, 1967, (прототип). 5 93641Для пояснения принципа действия- устройства за начало отсчета времени принимается момент готовности устройства к измерению исследуемого сигнала, т.е. момент. когда х=0.= =хС)=0, а значение хк й равно еди нице младшего разряда кода.При достижении исследуемым сигналом значения, соответствующего единице младшего разряда кода на выходе АЦП 2(момент времени й на фиг.2),сиг наЬ, .соответствующий логической "1", от ИЦП проинвертируется элементом 3 (по схеме фиг. 1 нижним) и в качестве логического "0" поступает на 15 первый вход элемента 4 (по схеме фиг. 1 нижнего). На втором входе этого элемента сигнал от счетчика соответствует логической "1", Следо вательно, на выходе этого элемента 20 появляется сигнал, соответствующий логической "1". Тогда, в момент прихода от АЦП импульс- "конец измерений" на всех входах элемента 5 действуют сигналы, соответствующие ло- д 5 гической "1", а на выходе логическому "0". В результате этого в счетчике 6 записывается второй счетный импульс, который изменяет состояние второго входа элемента 4 (по схеме 5 О фиг. 1 второго снизу) с логического "0" на логическую "1"., а на выходе этого элемента появляется сигнал логического "0". На выходе же элемента 5 устанавливается сигнал, со ответствующий логической "1".При достижении исследуемым сигналом значения, соответствующего двум единицам младшего разряда кода на выходе АЦП (момент времени на фиг, 2) процесс повторяется и в счетчике б записывается число 3. И так далее, т.е. при каждом цикле изменения числа на выходе АЦП на единицу младшего разряда (в сторону увеличения) в счетчике записывается дополнительно один счетный импульс, а общее значение числа в счет чике превосходит значение числа на выходе АЦП на одну единицу младшего разряда кода.Пои разрушении испытываемого образца (момент времени й на фиг. 2) сигналы х и хс исчезают, а значение х С)записанное в55 счетчике, остается, принимается эа максимальное значение исследуемого сигнала и по сигналу срабатывания датчика 7 регистрируется цифропеча" тающим устройством 8. После окончания печатания устройство 8 выдает сигнал "Сброс" для установки счетчика в нулевое положение, а всего устройства в исходное состояние,Максимальная абсолютная погреш" ность измерения амплитуды исследуе. мого сигнала при использовании пред лагаемого устройства не превышает плюс 1 младшего разряда ,используе" мого в устройстве кода. Устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов, содержащее последо. вательно соединенные датчик усилий и. аналого-цифровой преобразователь,а также счетчик и цифропечатающее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погреш" ностей и повышения надежности измерения, в него введены датчик момента разрушения испытываемого образцп, многовходовый элемент И-НЕ, по одному элементу НЕ и двухвходовому элементу И-НЕ на каждый разряд цифрового кода, соединенные последовательно, причем вход элемента НЕ соединен с выходом соответствующего разряда аналого-цифрового преобразователя, выход двухвходового элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами двухвходового элемента И-НЕ каждого раз" ряда и входами цифропечатающего уст. ройства, управляющий вход которого соединен с выходом датчика момента разрушения испытываемого образца, а выход "Конец измерений" аналогоцифрового преобразователя соединен с дополнительным входом многовходового элемента И-НЕ.93 Ы 17 Составитель В, ИахнановТехред И, Гайду Коррект 9, Макаре Редактор Н. Воловик каэ 4256/75 Тираж 959 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушсроектная, 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород Хй И кС Подписноетета СССРоткрытийая наб., д. 1/