Устройство для измерения динамических напряжений в бетоне

 

Изобретение может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций под действием динамических нагрузок. Цель изобретения - повышение точности измерения. Импульс с выхода управляемой схемы 17 задержки после усиления усилителем 18 поступает на вход коммутатора 2, которьш отсоединяет катзпику возбуждения струнного преобразователя 3 от входа усилителя 4 на время действия импульса возбуждения. Этот импульс возбуждает затухакяцие колебания струны. Амплитудный детектор 6, фильтр 11 низкой частоты и коммутатор 12 уровня обеспечивают постоянство амплитуды колебания струны в момент, предшествующий очередному импульсу возбуждения, что снижает амплитудную погрешность измерения деформации, 2 ил. (Л ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 L 1/10

Ч Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3889926/24-10 (22) 29.04.85

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23,12.86. Бюл. Р 47 (72) Н.Н, Гусев, М.С. Сколотий и С.M. Некрасов (53) 531. 781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 953473, кл. С 01 L 1/10, 23.08.82.

Авторское свидетельство СССР

9 763703, кл. 0 01 L 1/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ (57) Изобретение может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций под действием диÄÄSUÄÄ 1278630 А1 намических нагрузок. Цель изобретения — повышение точности измерения.

Импульс с выхода управляемой схемы

17 задержки после усиления усилителем 18 поступает на вход коммутатора

2, который отсоединяет катушку возбуждения струнного преобразователя 3 от входа усилителя 4 на время действия импульса возбуждения. Этот импульс возбуждает затухающие колебания струны. Амплитудный детектор 6, фильтр 11 низкой частоты и коммутатор 12 уровня обеспечивают постоянство амплитуды колебания струны в момент, предшествующий очередному импульсу возбуждения, что снижает амплитудную погрешность измерения деформации. 2 ил.

1 1278630

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций под действием динамических нагрузок.

Цель изобретения — повьппение точности измерения за счет уменьшения импульсного искажения выходного сигнала.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

При включении питания генератор 1 пусковых импульсов вырабатывает короткий высоковольтный импульс прямоугольной формы положительной полярности длительностью, соответствующей

0,7 среднего значения r.åðèoäà колебания струны струнного преобразователя в рабочем диапазоне. Этим импульсом коммутатор 2 отключает вход первого усилителя 4 от электромагнитной катушки возбуждения струнного преобразователя 3. Этот же импульс возбуждает колебания струны струнного преобразователя. После окончания действия пускового импульса коммутатор 2 подсоединяет электромагнитную катушку возбуждения струнного преобразователя 3 к входу первого усилителя 4

Вызванное колебаниями струнив синусоидальное затухающее напряжение (фиг. 2 б) — снимается, с электромагнитной катушки струнного преобразователя 3 и усиливается первым усиСхема содержит генератор 1 пусковых импульсов, коммутатор 2, струнный преобразователь 3 с электромагнитной катушкойвозбуждения,первый усили- 20 тель 4, усилитель-ограничитель 5, амп- литудный детектор 6, формирователь 7, преобразователь 8 период-код, преобразователь 9 код-напряжение, первый 10 и второй 11 фильтры низкой частоты, 25 компаратор 12, схему 13 совпадения, ждущий мультивибратор 14, управляемый напряжением ждущий одновибратор

15, блок 16 выборки и хранения, уп( равляемую напряжением схему 17 за- 30

1 держки, второй усилитель 18, эмиттерный повторитель 19, имеющий выход к регистратору 20.

Устройство работает следующим образом. 35 лителем 4. Усиленный до уровня orраничения при помощи усилителя-ограничителя 5 электрический сигнал (фиг. 2в) поступает на вход формирователя 7, а сформулированные им прямоугольные импульсь. (фиг. 2г), длительность которых обратно пропорциональна деформации (фиг. 2а) струнного преобразователя 3, поступают на вход преобразователя период-код 8.

Сформированный им код преобразуется преобразователем код-напряжение 9, например любым ЦАП, а сигнал, который после фильтрации от высокочастотных составляющих при помощи первого фильтра 10 низкой частоты, посту вЂ, пает на информат:лвный вход блока 16 выборки и храненля, с выхода которого через эмиттерный повторитель 19 поступает на вход регистратора 20.

Генерация очередного импульса возбуждения осуществляется следующим образом.

Усиленный первым усилителем 4 сигнал (фиг. 2б) для выделения огиба- ющей синусоидальных затухающих колебаний поступает на вход амплитудного детектора 6, с выхода которого для отфильтровывания высокочастотных составляющих он поступает на вход второго фильтра 11 низкой частоты, с выхода которого он далее поступает на вход компаратора 12. При достижении амплитуды входного сигнала уровня Ик, заданного на компараторе 12, на выходе последнего вырабатывается импульс положительной полярности, который поступает на второй вход схемы

13 совпадения, на первый вход которой поступает сигнал с выхода формирователя 7. По заднему фронту сигнала (фиг. 2е) с выхода схемы 13 совпадения запускаются ждущий мультивибратор 14 и управляемый напряжением ждущий одновибратор 15.

Ждущий мульти вибратор 14 генерирует сигнал полсжительной полярности прямоугольной формы (фиг. 2ж), длительность которого постоянна и задается на 257. больше максимально возможной в рабочем диапазоне длительности периода колебания струны струнного преобразователя 3. Генерируемый

1 ждущим мультивибратором 14 импульс (фиг. 2ж) постугает на управляющий вход блока 16 вь борки и хранения и переводит последний в режим хранения на время действия этого импульса. Во

1278630 время действия управляющего импульса на входе блока 16 выборки и хранения амплитуда выходного сигнала остается равной амплитуде входного сигнала в момент, предшествующий началу управляющего импульса.

После .оКончания действия управляющего импульса амплитуда выходного сигнала блока 16 выборки и хранения становится равной амплитуде входно- 10 го сигнала. Управляемый напряжейием ждущий одновибратор 15, запущенный по заднему фронту сигнала с выхода схемы 13 совпадения, генерирует импульс положительной полярности прямо- 15 угольной формы длительностью, пропорциональной амплитуде напряжения, поступающего на его управляющий вход с выхода блока 16 выборки и хранения, при этом коэффициент пропорциональ- 20 ности К = 0,2-0,8. Так как амплитуда управляющего напряжения ждущего одновибратора 15 пропорциональна длительности периода колебания струны Т„

Стр струнного преобразователя 3 в момент, 25 предшествующий запуску ждущего одно вибратора 15, то и длительность импульса на его выходе (фиг. 2з) равна (0,2 — 0,8) Т . Сигнал (фиг. 2з) с р с выхода управляемого напряжением 30 ждущего одновибратора 15 поступает на информативный вход управляемой напряжением схемы 17 задержки, на управляющий вход которой поступает сигнал с выхода блока 16 выборки и хранения.

Управляемая напряжением схема 17 задержки осуществляет задержку сигнала на время t> (фиг. 2и), пропорци- 10 ональное величине управляющего,т.е. длительности периода колебания стру ( ны Т струнного преобразователя 3 в момент, предшествующий импульсу возбуждения. Причем,, управляемая напряжением схема 17 задержки настроена таким образом, что время задерж1 ки составляет t = — Т

4 с р

Наличием управляемой напряжением схемы 17 задержки достигается генерация очередного импульса возбуждения в момент максимума кинетической энергии колеблющейся струны струнного преобразователя 3, что в свою очередь обеспечивает "мягкое" возбуждение струны с минимальными фазовыми сдвигами. Импульс (фиг. 2и) с выхода управляемой схемы 17 задержки после усиления (фиг. 2к) вторым усилителем 18 поступает на третий вход коммутатора 2, который отсоединяет катушку возбуждения струнного преобразователя 3 от входа первого усилителя 4 на время действия импульса возбуждения. Этот же импульс возбуждает затухающие колебания струны, Далее цикл повторяется.

Наличие в устройстве амплитудного детектора 6, второго фильтра 11 низкой частоты и коммутатора 12 уровня обеспечивает постоянство амплитуды колебания струны в момент, предшествующий очередному импульсу возбуждения, что снижает амплитудную погрешность измерения деформации. Наличие блока 16 выборки и хранения обеспечивает уменьшение импульсного искажения выходного сигнала устройства.

Формула и з обретения

Устройство для измерения динамических напряжений в бетоне, содержащее струнньпй преобразователь с электромагнитной катушкой возбуждения, первый фильтр низкой частоты, ждущий мультивибратор и эмиттерный повторитель, соединенный с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения точности измерения за счет уменьшения импульсного искажения выходного сигнала, в него введены последовательно соединенные генератор пусковых импульсов, коммутатор, первый усилитель, усилитель-ограничитель, формирователь, преобразователь период-код,преобразователькод-, напряжение,а такжепоследовательно соединенные амплитудныйдетектор,второй фильтр низкой частоты, компаратор, схема совпадения, управляемый напряжением ждущий одновибратор, управляемая напряжением схема задержки, второй усилитель, причем выход первого усилителя соединен с входом амплитудного детектора,а выход преобразователя код-напряжение через первый фильтр низкой частоты -соединен с информационным входом блока выборки и хранения, выход которой соединен соответственно с вторыми входами управляемого напряжением ждущего одновибратора, управляемой напряжением схемой задержки и входом эмиттерногG повторителя, причем второй вход схемы

1278630

Составитель А,Пашков

Редактор И.Дербак Техред Л.Олейник Корректор А. Ильин

Заказ 6822/36 Тираж 778 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, у;1, Проектная, 4 совпадения соединен с выходом формирователя, а выход — через ждущий мультивибратор с управляющим входом блока выборки и хранения, при этом выход второго усигителя соединен с входом коммутатора, к третьему входу которого подключен струнный преобразователь.