Устройство для измерения деформаций и нагрузок

Союз Советских Социалистических,рестт 1 блик4 Зависимое от авт. свиде льства6 01 п 3 О 6 01 Ь 7/1 89/25-28) аявлено 27 Х.1970 ( 1 присоединением иКомитет со аеламобретений и открыт риоритет спубликов ЧК 531.781(088,8 о 15.11.1973. Бюллетень11 е Министр ри а опубликования описания 20 Х 1.1973 вторызобретен А, С. Больших, И. С. Саликов, Б. С. Царев и Е. Л. Перс трукторский институт испытательнысредств измерения масс аявитель ГРУЗО ТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИ Изобрет ся к измерителы онтехнике.Известны устройства для измерения деформаций и нагрузок к испытательной машине,содержащие электрический датчик деформаций, усилитель сигнала датчика, устройствосравнения и лентопротяжный механизм с ведущим и ведомыми барабанами и электродвигателями привода ведущего и ведомых барабанов. 10Цель изобретения - повысить надежностьи быстродействие измерений.Предлагаемое устройство отличается тем,что оно снабжено фазочувствительным реле,управляющая цепь которого соединена с усилителем сигнала датчика, выходные цепис электродвигателями привода ведомых барабанов. Привод ведущего барабана выполненв виде двух электродвигателей, валы которыхжестко соединены между собой. 20Устройство снабжено так жетронными ключами, например,на транзисторах, управляющиесоединены с выходными цепямительного реле, а выходные цепи 25чены в цепи управляющих обмотподмотки,Фазочувствительное реле может быть выполнено в виде логической схемы, состоящейиз формирующих каскадов, на вход которых 3 О ение относит 5 двумя элеквыполненными цепи которыхфазочувствпключей вклю.ок двигателеп аучно-исследовательский имашин, приборо поданы напряжения с выхода усилителя, управляющего двигателями подмотки, сдвип тые на 180, схем НЕ, соединенных с выхс дами формирующих каскадов; схем И. с двумя входами, один из которых соединен с выходом схемы НЕ, а другой - с цепью питания датчика; триггера с двумя устойчивыми состояниями, входы которого соединены с выходами схем И; схемы ИЛИ с двумя входами, соединенными с выходами схем НЕ; схем И с двумя входами, один из которых соединен с выходом триггера, а другой - с выходом схемы ИЛИ; и выходами, соединенными с управляющими цепями электронных ключей.Возможно выполнение фазочувствительного реле в виде демодулятора, например, на транзисторах, входы которого соединены с выходом усилителя и с цепью питания датчика, а выходы - с управляющими цепями электронных ключей, а также в виде электромагнитного реле.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - схема фазочувствительного реле, выполненного в виде электромагнитного реле, управляющего двигателями привода ведомых барабанов; на фиг. 3 - схема включения электронных реле; на фиг. 4 - схема выполнения фазочувствительного реле в виде логической схемы; на5 Ю 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 фиг, 5 - схема выполнения фазочувствительного реле в виде демодулятора.Предлагаемое устройство содержит электрический датчик деформаций 1, усилитель 2 сигнала датчика 1, источник питания 3, устройство 4 сравнения с реохордом, фазочувствительное реле 5 и лентопротяжный механизм. Последний состоит из ведущего барабана б, приводимого в движение двумя двигателями 7 и 8, валы которых жестко соединены между собой, ведомых барабанов 9 и 10 с приводами 11 и 12 соответственно, ленты 13 и шкалы 14.Кроме того, устройство содержит динамо- метр с датчиком 15, жестко связанный с пассивным захватом 1 б испытуемого образца, усилитель 17, источник питания 18, устройство сравнения с приводимым в движении двигателем 19, реохордом 20, снабженным стрелкой 21, шкалой 22 и кареткой 23 записи.На станине 24 испытательной машины закреплено нагруяающее устройство 25. Активный захват 2 б испытуемого образца жестко соединен с нагруяающим устройством 25 и через редуктор - с сельсин-датчиком 27.Сельсин-датчик 27 электрически связан с сельсин-приемником 28.Переключатель Пк предназначен для выбора рода регистрации; регистрации истинной деформации образца при съеме сигнала с датчика 1 или регистрации перемещения активного захвата 28 при съеме сигнала с сельсиндатчика 27.Фазочувствительное реле 5 выполненное, например, в виде электромагнитного реле (см. фиг. 2) имеет одну обмотку, включенную на выход усилителя 2, а другие питаются напряжением от источника 3 питания.В качестве двигателей привода ведомых барабанов (двигателей, подмотки) 11 и 12 могут быть использованы двигатели постоянного тока с сериесным включением обмоток статора и гасящими сопротивлениями Й 1 - Р 4 или асинхронные двигатели с конденсаторным пуском (на чертеже не показаны) .Электронные ключи, используемые в сочетании с электромагнитным реле и содержащие транзисторы Т 1 - :Тб, регисторы Рб - И 2 и диоды Д 1 - ;Д 4, позволяют разгрузить контакты реле от значительного тока обмоток двигателей, тем самым предохраняют их от нагорания.Если фазочувствительное реле б выполнено в виде логической схемы, то оно содержит формирующие каскады 29 и 30, входы которых соединены с усилителем 2; инверторы 31 и 32 (схемы НЕ), соединенные с выходом формирующих каскадов схемы И (33 и 34) с двумя входами, один из которых соединен с выходом схемы НЕ, а другой - с цепью питания датчика; триггер 35 с двумя устойчивыми состояниями, входы которого соединены с выходами схем И; схему ИЛИ (Зб) с двумя входами, соединенными с выходами схем НЕ; схемы И (37 и 38) с двумя входами, один из которых соединен с выходом триггера 35, а другой - с выходом схемы ИЛИ (Зб) и выходами, соединенными с управляющими цепями электронных ключей (ЭК) 30 и 40; формирующий каскад 41, связанный по входу с источником питания 3, а по выходу - со схемами И.Фазочувствительное реле 5, выполненное в виде демодулятора, представляет собой известную схему демодуляторов, предназначенных для работы на дифференциальную нагрузку (см. фиг. 5). Выход демодулятора Д подключен к базам транзисторов Т 7 и Т 8. Тиристоры Дб и Дб открывают цепи питания управляющих обмоток двигателей 11 и 12 только при появлении на базе одного из транзисторов Т 7, Т 8 отрицательного потенциала,Испытуемый образец 42 устанавливают в захваты 1 б и 26 машины, а переключатель П к - в соответствующее положение. В ключ ают питание и привод машины, предварительно выбрав скорость перемещения активного захвата 2 б, амплитуду циклической нагрузки и т, д.По шкале 22 регистрируют величины нагрузок за цикл, по шкале 14 ведущего барабана б лентопротяжного механизма - величину деформации (или смещения активного захвата 2 б), На ленте 13 производится запись диаграммы. В исходном состоянии (когда сигнал на выходе усилителя 2 равен нулю) транзисторы ТЗ и Т 4 электронных ключей заперты положительным по отношению к земле напряжением, а следовательно заперты и остальные транзисторы, Двигатели 11 и 12 не работают. Появление деформации вызывает появление сигнала на выходе усилителя 2, В зависимости от фазы сигнала на базу транзистора ТЗ будет подано отрицательное относительно земли напряжение. Транзистор откроется, и через одну из обмоток двигателей потечет ток. Двигатели начинают вращаться с разными скоростями в соответствии с установленными гасящими сопротивлениями.Схема повышения быстродействия работает следующим образом. Два напряжения с усилителя 2 (см. фиг. 4), сдвинутые на 180 по отношению к земле, поданы каждое на своего формирующего каскада 29 и 30.Напряяения с выходов формирующих каскадов прямоугольной формы поданы на инверторы 31 и 32, на выходе которых появляются прямоугольные импульсы.Эти импульсы поданы на вход схем И (33 и 34) и схемы ИЛИ (Зб). Схема ИЛИ (Зб) осуществляет суммирование импульсов и на ее выходе получается постоянное напряжение. Фаза прямоугольных напряжений на выходах каскадов 29 и 30 по отношению к напряжению источника питания 3 может изменяться на 180 в зависимости от знака деформации испытуемого образца или направления перемещения активного захвата 2 б машины,Формирователь 42 формирует импульс, сдвинутый по времени на половину длительности импульса, снимаемого с одной из схем370500 Фиг.1 НЕ (31 и 32) в зависимости от соотношения фаз напряжений на входах каскадов 29 и 30.Таким образом, совпадение происходит только в одной схеме И (33 или 34) и выходной импульс соответствующей ячейки осуществляет переброс триггера 35.С выхода триггера 35 импульсы подаются на схемы совпадений 37 и 38, на другие входы которых подано постоянное напряжение со схемы ИЛИ (3 б). Следовательно, при деформации образца (при перемещении захвата) на выходе одной из схем И (37 или 38) всегда постоянное напряжение, Это напряжение подается на электронные ключи 39 и 40, включенные в цепях обмоток двигателей 11 и 12. Быстродействие лентопротяжного механизма в этом случае практически определяется инерционностью применяемых в нем электродвигателей. Предмет изобретения 1. Устройство для измерения деформаций и нагрузок к испытательным машинам, содержащее электрический датчик деформаций, усилитель сигнала датчика, устройство сравнения и лентопротяжный механизм с ведущим и ведомым барабанами и электродвигателями привода ведущего и ведомых барабанов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено фазочувствительным реле, управляющая цепь которого соединена с усилителем сигнала датчика, а выходные цепи с электродвигателями привода ведомых барабанов, а привод ведущего барабана выполнен в виде двух электродвигателей, валы которых жестко соединены между собой,2. Устройство по п, 1, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности, оно снаб жено двумя электронными ключами, например, выполненными на транзисторах, управляющие цепи которых соединены с выходными цепями фазочувствительного реле, а выходные цепи ключей включены в цепи управляющих 10 обмоток двигателей подмотки.3. Устройство по и. 2, отличающееся тем,-что, с целью повышения быстродействия, фазочувствительное реле выполнено в виде логической схемы, состоящей из формирующих 15 каскадов, на вход которых поданы напряжения с выхода усилителя, управляющего двигателями подмотки, сдвинутых на 180, схем НЕ, соединенных с выходами формирующих каскадов, схем И с двумя входами, один из 20 которых соединен с выходом схемы НЕ, адругой - с цепью питания датчика, триггера с двумя устойчивыми состояниями, входы которого соединены с выходами схем И, схемы ИЛИ с двумя входами, соединенными с вы ходами схем НЕ, схем И с двумя входами,один из которых соединен с выходом триггера, а другой - с выходом схемы 1 ЛЛ 1 Л, и выходами, соединенными с управляющими цепями электронных ключей.30 4. Устройство по п, 2, отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия, фазочувствительное реле выполнено в виде демодулятора, например, на транзисторах, входы которого соединены с выходом усилителя и с 35 цепью питания датчика, а выходы - с управляющими цепями электронных ключей.ос оставител ехред Л. Грачев Корректор Реда пуиов. Шатова пунова, 2 Типогоашия Заказ 1672/10ЦНИИПИ Комите Изд,431 Тираж 755о делам изобретений и открытий при Сов Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписно Министров ССС