Устройство для определения погрешности измерения перегрузок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее три датчика перегрузок и сумматор, второй вход которого является входом опорного сигнала устройства , а выход служит выходом всего устройства, о т л и ч а. ю щ. ее с я тем, что, с целью повыаения достоверности измерения,без преры,вания процесса измерения, в него дополнительно введены три фильтра, входы которых подсоединены к выходам датчиков перегрузок, и блок вычисления модуля, входы которого подсоединены к выходам фильтров, а выход блока вычисления модуля подсоединен к первому входу сумматора.$

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

9(6В Q 01 P 21/ 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3400138/18-10 (22) 24.02.82 (46) 15.09.83. Бюл.Р34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHi ЫТИЙ (72 ) С.В. Архангельский, :.i. B. Исаев и В.И ° Крайнов (53) 531.768(088.8) (56) 1. Иорнш l0.И. Виброметрия. M

1963, с.646.

2. Синельников A.Å. Основныенаправления работ по созданию установок высшей точности и эталонов для метрологического обеспечения средств измерения постоянных и низкочастотных линейных ускорений.-"Измерительная техника", 1977, РЗ, с.60-62 (прототип).

„.SU„„1041937 А (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕцЕЛЕНИЯ

:ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕИИЯ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее три датчика перегрузок и сумматор, второй вход которого является входом опорного сигнала устройства, а выход служит выходом всего устройства, о т л и ч а.ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения,беэ прерывания процесса измерения, в него дополнительно введены три фильтра, входы которых подсоединены к выходам датчиков перегрузок, и блок вычисления модуля, входы которого подсоединены к выходам фильтров, а выход блока вычисления модуля подсоединен к первому входу сумматора. е

1041937

ИзобрЕтение относится к измерительной и вычислительной технике, предназнагено для текущего (в процессе измерения ) определения статической погрешности измеречия перегрузок, имеющих пространственный

5 характер,и может найти широкое применение йри,контроле и статистическом анализе перегрузок, действующих на грузы при их транспортировке.

Известны устройства для определения погрешности измерения перегрузок принцип работы которых основан на использовании в качестве эталонного сигнала ускорения, создаваемого полем земного тяготения (1 ). 15

Основным недостатком известных устройств является сложность определения погрешностей измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее три датчика перегрузок и сумматор, второй вход которого является входом опорного сигнала устройства, а выход служит выходом всего устройства. Работа этого устройства основана на сравнении выходных сигналов датчиков перегрузок, преобразующих. ускорение, создаваемое полем тяготения земли с опорным сигналом, пропорциональным значению ускорения, создаваемого полем тяготения земли (2 1.

Недостатком известного устройства является невозможность определения погрешностей беэ прерываггия процесса измерения. Это обусловлено тем, что для определения погрешности с помощью данного устройства требуется,во-первых, производить ориентацию измерительных осей датчиков так, чтобы их направление совпадало с на- 40 правлением вектора земного тяготения, в то время как в процессе измерения перегрузок пространственного характера измерительные оси датчиков сориентированы по осям, направленным под 45 углом 90 друг другу, во-вторых, устранить действие всех перегрузок,присутствукидих в процессе измерения, кроме действия эталона (земного тяготения ). 50

Цель изобретения — повышение достоверности измерения без прерывания процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения погрешности измерения перегрузок, содержащее три датчика перегрузок и сумматор, второй вход которого является входом опорного сигнала устройства, а выход служит выходом всего устройства, введены три фильтра, бО входы которых подсоединены к выходам датчиков перегрузок, и блок вычисления модуля, входы которого подсоединены к выходам фильтров, а выход к первому входу сумматора. б5

Блок ориентирования измерительных осей датчиков перегрузок и два сумматора исключены.

На каждые из трех датчиков перегрузок в процессе измерения действует сумма двух составляющих, первой из которых является перегрузка, создаваемая объектом исследования (например, транспортным средством, если исследуются перегрузки, возникающие в процессе транспортировки ), a второй результат действия вектора земного тяготения ф . Предлагаемое устройство базируется на использовании воздействия земного тяготения в качестве постоянно действующего тестовогосигнала (эталона ) на систему датчиков перегрузок.

Составляющие земного тяготения являются медленно изменяющимися сигналами.. Эти изменения связаны с изменением ориентации системы датчиков„ вызванной, например, наклонами транспортного средства при исследовании процессов транспортировки. Составляющие же от воздействия объекта исследования (транспортного средства)являются быстропеременными (например, результат взаимодействия неровностей пути и транспортного средства).На основанир этого свойства можно выделить составляющие земного тяготения с помощью фильтров нижних частот.

Принцип работы предлагаемого устройства основан на сравнении известного модуля вектора ускорения, создаваемого земным тяготением, с его эначениегл, вычисленным через выходные сигналы датчиков.

На фиг.1 представлена схема пред-, лагаемого устройства, на фиг.2 структурная схема блока..вычисления модуля. устройство содержит три датчика

1,2 и 3 перегрузок, три фильтра 4,5 и 6 нижних частот, входы которых подсоединены к выходам датчиков 1, 2 и 3 перегрузок, блок 7 вычисления модуля, входы которого подсоединены к выходам фильтров 4,5 и б, сумматор

8, первый вход которого подсоединен к выходу блока 7, второй вход является входом опорного сигнала всего устройства, а выход служит выходом всего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные составляющим измеряемой пространственной перегрузки, поступают с выходов датчиков 1,2 и 3 перегрузок на выходы фильтров нижних частот, которые выделяют составляющие Ь„, g>, Ъ ускорения, создаваемого земным тяготением. Составляющие (г„, Ъ, Ь

1041937

Составитель Н. Мараховская

Редактор Л. Алексеенко Техред Т.фанта Корректор A. Дзятко

Заказ 7119/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIIII "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 поступают на входы блока 7, который вычисляет значение модуля к Чх ()

Очевидно, если датчики преобразуют величины действующих на них ускорений с некоторой погрешностью, то значение g„,вычисленное через выходные сигналы датчиков, отличается от истинного значения модуля вектора земного тяготения ф . Сигнал ц„ поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого поступает опорный сигнал —, пропорциональ- . ный истинному значению модуля векто- 15 ра ф . Сумматор 8 вычисляет и выдает на выход значение = " — о . Величих ь. г на характеризует погрешйость измерения пространственной перегрузки.

Рассмотрим реализацию блока 7 ;щ вычисления модуля.

Этот блок реализует функцию, описываемую уравнением (1 ). Блок 7 (,фиг.2 ) содержит три блока 9,10 и 11 возведения в квадрат, сумматор 8, блок 12 извлечения квадратного корня.

Входами устройства являются входы. блоков 9,10 и 11, выходы которых подсоединены к входам сумматора 8.

Выход сумматора 8 подсоединен к входу блока 12, выход которого является выходом устройства.

Блок 7 работает следующим образом.

Сигналы Ь.„, Ь, Ь> поступают на входы блоков 9,10 и 11, которые воз-. водят поступающие сигналы во вторую степень и выдают на входы сумматора

8 сигналы Ь2, Ь2 b2 . Сумматор 8 вычисляет зйачение Ь2 + Ъ + Ь

Блок 12 вычисляет в соответствии с выражением (1 ) величину

Предлагаемое устройство пред назначено для текущего (в процессе измерения ) определения величины, .характеризующей погрешность измерения перегрузок пространственного характера.

Таким образом, включение в состав измерительных систем предлагаемого устройства позволяет существенно повысить достоверность измерительной информации, сократить сроки поиска и устранения неисправностей датчиков и, в результате, существенно улучщить эксплуатационно-технические характеристики систем, измеряющих перегрузки пространственного характера.