Тензометрическое устройство

 

ТЕНЗОМЕТРИЧБСКОЕ УСТРОЙСТ- . ВО, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питаг ния тензомоста, у-силитель, включенньй в измерительную диагональ тензбмоста , последовательно соединенные согласующий элемент и компаратор, подключенные к каждой верщине измерительной диагонали тензомоста, последовательно включенные первый, второй .логические элементы и исполнительньй элемент, источник опорного напряжения, подключенный к инверсному входу первого компаратора;, а выходы компараторов соединены с входом первого логического элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, контроля , оно снабжено вторым источником опорного напряжения, блоков вы-читания , тактовым генератором и клюг чом, причем второй источник опорного напр:яжения подключен к неинверсному входу второго компаратора, входы блока вычитания соединены с выходами согласующих элементов, выход блока вычитания соединен с инверсным входом второго компаратора и неинверсным входом первого компаратора, управляющий вход ключа соединен с первым входом второго логического СО элемента, выходами тактового гене- . ратора и первого источника опорного напряжения, а выход ключа соединен с входом первого согласующего эле§ мента, при этом первый логический элемент вьтолнен в виде двухвходо.вого элемента ИЛИ, а второй логичес оо кий элемент- - в виде двухвходового 14 СЛ СО 4 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ;,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1084594

G 01 В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю С

С . .Ю

IQ© „ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (2l) 3485781/25-28. (22) 20.08.82 (46) 07.04.84. Вюл. М 13 (72) В.А. Фильчиков, M.Е. Царькова, В.В. Ставицкий и В.Л. Волков (53) 531.781.2(088.8) (56) 1.ABTopckoe свидетельство СССР

¹ 478179, кл. G 01 В 7/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 624108, кл. G 01 В 7/16, 1978 (прототип). (54)(57) ТЕНЗОМЕТРИЧНСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питаг ния-тензомоста, усилитель, включенный в измерительную диагональ тензомоста, последовательно соединенные согласующий элемент и компаратор, подключенные к каждой вершине измерительной диагонали тензомоста, последовательно включенные первый, второй, логические элементы и исполнительный элемент, источник опорного напряжения, подключенный к инверсному входу первого компаратора, а выходы компараторов соединены с входом первого логического элемента, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности. контроля, оно снабжено вторым источником опорного напряжения, блокош вы.читания, тактовым генератором и клю-, чом, причем второй источник опорного напряжения подключен к неинверсному входу второго компаратора, входы бло. ка вычитания соединены с выходами согласующих элементов, выход блока вычитания соединен с инверсным входом второго компаратора и неинверсным входом первого компаратора управляющий вход ключа соединен с первым входом второго логического. элемента, выходами тактового генератора и первого источника опорного. напряжения, а выход ключа соединен с входом первого согласующего элемента, при этом первый логический элемент выполнен в виде двухвходавого элемента ИЛИ, а второй логичес" кий элемент — в виде двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ., 1084594

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения деформаций, давлений и усилий мостовыми методами. 5

Известно тензометрическое устройство, содержащее мост с тензодатчиками, источник питания моста, усилитель, соединенный с измерительной диагональю моста, и блок контроля тензодатчиков с источником опорного напряжения, первым компаратором измерительного и опорного сигналов и исполнительным элементом C1 J.

Недостатком данного устройства яв- 15 ляется то, что оно не позволяет регистрировать отказы, приводящие к пропаданию сигнала, что в свою очередь приводит к невозможности обнаружения таких неисправностей, как обрыв 20 кабеля, соединяющего тензомост с усилителем, или короткое замыкание проводов кабеля между собой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тензометрическое устройство, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питания тензомоста, усилитель, включенньФ в измерительную диагональ тензомоста, 30 последовательно соединенные согласующий элемент и компаратор, подключенные к каждой вершине измерительной . диагонали тензомоста, последовательно включенные первый, второй логичес-З5 кие элементы и исполнительный элемент, источник опорного напряжения, подключенный к инверсному входу первого компаратора, а выходы компараторов соединены с входом первого ло- 4О гического элемента (2), Известное устройство не позволяет обнаруживать часто возникающие отказы такие, как замыкание всех проводов кабеля, соединяющего тензомост с усилителем и источником питания, или замыкание лишь проводов, идущих от измерительной диагонали тензомоста, что снижает достоверность контроля измеряемых параметров. 50

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет расширения функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что тензометрическое устройство, со- 5> держащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питания тензомоста, усилитель, включенный в измерителвную диагональ тензомоста, последовательно соединенные согласующий элемент и компаратор, подключенные к каждой вершине измерительной диагонали тензомоста, последовательно включенные первый, второй логические элементы и исполнительный элемент, источник опорного напряжения, подключенный к инверсному входу первого компаратора, а выходы компараторов соединены с входом первого логического элемента, снабжено вторым источником опорного напряжения, блоком вычитания, тактовым генератором и ключем, причем второй источник опорного напряжения подключен к неинверсному входу второго компаратора, входы блока вычитания соединены с выходами согласующих элементов, выход блока вычитания соединен с инверсным входом второго компаратора и неинверсным входом первого компаратора., управляющий вход ключа соединен с первым входом второго логического элемента, выходами тактового. генератора и первого источника опорного напряжения, а выход ключа соединен с входом первого согласующего элемента, при этом первый логический элемент выполнен в виде двухвходового элемента ИЛИ, а второй логический элемент — в виде двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Тензометрическое устройство содер-. жит тенз6мост 1, источник 2 питания, включенный в диагональ питания тензомоста 1, усилитель 3, включенный в измерительную диагональ тензомоста

1, к вершине А измерительной диагонали тензомоста 1 подключен согласующий элемент 4, а к вершине Б— согласующий элемент 5, выходы согласующих элементов 4 и 5 подключены на входы блока 6 вычитания, выход которого подключен к неинверсному входу компаратора 7 и к инверсному входу компаратора 8, выходы компараторов 7 и 8 подключены на входы логического элемента ИЛИ 9, последовательно соединенного с логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 н исполнительным элементом 11, выход тактового генератора 12 подключен к второму входу логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJlH 10, входу ключа 13, выход ключа t3 подключен к входу r.o3 I 0845 гласующего элемента 4, источник 14 опорного напряжения подключен к входу ключа 13 и инверсному входу компаратора 7, источник 15 опорного напряжения подключен к неинверсному входу компаратора 8.

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

В случае отсутствия отказов тензомоста 1 разность напряжений вершин tp

А и Б находится в поле допуска, за-. данного источниками 14 и 15 опорного напряжения. Нижнее пороговое значение разности напряжений вершин А и Б тензомоста 1 определяется опорным напряжением источника 14, верхнее— источника 15. Компараторы 7 и 8 в этом случае вырабатывают сигнал логического нуля. Логический нуль проходит через логический элемент ИЛИ 9 2в и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 10 при отсутствии управляющего импульса с выхода тактового генератора 12. Исполнительный элемент 11 в этом случае не срабатывает и сигнал25 с усилителя 3 поступает на регистратор (не показан). При наличии импульса с тактового генератора 12, соответствующего логической единице, ключ

13 замыкается и замыкает одновремен- щ но одно из плеч тензомоста 1 на источ.ник 2 питания. Таким образом, ими-! тируется искусственный отказ.

В случае отсутствия действительных отказов тензомоста 1 срабатывает один из компараторов ? или 8, поскольку разность напряжений вершин

А и Б тензомоста 1 равна примерно половине напряжения питания тензомоста 1 и выйдет соответственно на 4б заданное поле допуска. Таким образом, на выходе одного из компараторов

7, 8 появляется логическая единица и соответственно на выходе логического элемента ИЛИ 9. Появление на 45 входах логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 двух логических единиц соответствует логическому нулю на

его выходе. Исполнительный элемент

11 в этом случае также не срабатывает и сигнал с выхода тензомоста 1

1 подается на регистратор.

При возникновении отказов тензомоста 1 на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 появляется логическая единица, срабатывает исполнительный элемент 11, прерывается, подача сигнала на регистратор и сра94 4 батывает сигнализация отказа (не показано).

Обрыв или короткое замыкание цепей тензомоста, приводящие к изменению разности напряжений верщин А и Б от допустимого значения к недопустимому, вызывают срабатывание одного из компараторов 7 или 8. На выходе логических элементов 9 и 10 появляется логическая единица (при отсутствии управляющего импульса с генератора

12), исполнительный элемент 11 сра» батывает и отключает выход устройства до момента повторного включения напряжения питания.

Появление логической единицы на входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 от тактового генератора

12 не вызывает повторного включения устройства.

Отказы типа замыкание источника 2 питания, замыкание измерительной диагонали тензомоста 1 не вызывают срабатывания компараторов 7 и 8, так как разность напряжений вершин А и

Б в этом случае нулевая и находится в допуске. На выходе логического элемента ИЛИ 9 в этом случае присутствует логический нуль. При отсутствии управляющего импульса с тактового генератора 12 на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 логический нуль и исполнительный элемент 11 в этом случае не срабаты. вает. В момент появления управляющего импульса с тактового генератора 12 замыкается ключ 13 и подается логическая единица на первый вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, на выходе которого также устанавливается логическая единица, что вызывает срабатывание исполнительного элемента 11. Отключение исполнительного элемента 11 при пропадании управляющего импульса не происходит и он работает до появления первого отказа.

При замыкании ключа 13 к вершине

А подсоединяется общая шина и, таким образом, к указанному плечу тензомоста 1 подключается источник 2 питания. В этом случае другое плечо тензомоста 1, соединенное одним концом с вершиной А, а другим — с выходом источника 2 питания, подключенным к общей шине, оказывается при этом закороченным и равновесие тензомоста 1 нарушается, т.е. ключ 13

1084594

Составитель В. Писаревский

Редактор И. Ковальчук Техред N,Êóýüìà Корректор А, Ильин

Заказ 1974/34 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 выполняет роль исполнительного элемента искусственного отказа. Согласу. ющие элементы 4 и 5 предназначены для согласованного подключения тензомоста 1 к блоку 6 вычитания.

Таким образом, предлагаемое тенэометрическое устройство выдает достоверную информацию во все рремя работы, производит контропь всех возможных комбинаций обрывов и коротких замыканий цепей тензо5 моста, имеет высокую достоверность контроля возникающих - отказов.