Устройство для измерения динамических напряжений в бетоне

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций . Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается тем, что в устройство введены первый, второй и третий усилители 3, 12 и 11 соответственно, делитель 5 частоты, блок 8 выборки и хранения , квадратор 10, источник 14 опорного напряжения и суммирующий усилитель 13, выход которого соединен с измерителем 16 с помощью составного эмиттерного повторителя 15. Генератор 1 подключен с помощью последовательно соединенных струнного преобразователя 2, первого усилителя 3, эмиттерного повторителя 6, преобразователя 7 частоты в напряжение с блоком 8 выборки и хранения и с делителем 5 частоты, выход которого соединен с блоком выборки хранения с помощью ждущего мультивибратора 9 и с входом генератора 1, при этом выход усилителя 3 подключен с помощью усилителя-ограничителя 4 к входу делителя 5 частоты. Выход блока 8 выборки и хранения соединен с помощью квадратора 10 и усилителя 11 с первым входом суммирующего усилителя 13 и с помощью усилителя 12 со вторым входом суммирующего усилителя 13, третий вход которого соединен с источником 14 опорного напряжения . С помощью генератора 1 возбуждаются колебания струнного преобразователя 2, частота выходного сигнала которого преобразуется в напряжение и с помощью источника опорного напряжения 14, усилителей 11 и 12, квадратора 10, суммирующего усилителя 13 линеаризуется и регистрируется в измерителе 16,соединенном с выходом суммирующего усилителя 13 с помощью составного эмиттерного повторителя 15.2 ил. О я о ю 45

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(si)s G 01 1 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715527/10 (22) 23.05.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (72) Н.Н. Гусев и А.В. Яруничев (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1278630, кл. G 011 1/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

hb 763703, кл, G 01 (1/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций. Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается тем, что в уст0ойство введены первый, второй и третий усилители 3, 12 и 11 соответственно, делитель 5 частотй, блок 8 выборки и хранения, квадратор 10, источник 14 опорного напряжения и суммирующий усилитель 13, выход которого соединен с измерителем 16 с помощью составного эмиттерного повторителя 15. Генератор 1 подключен с помощью последовательно соединенных

„„5U ÄÄ 1675692 А1 струнного преобразователя 2, первого усилителя 3, эмиттерного повторителя 6, преобразователя 7 частоты в напряжение с блоком 8 выборки и хранения и с делителем

5 частоты, выход которого соединен с блоком выборки хранения с помощью ждущего мультивибратора 9 и с входом генератора 1, при этом выход усилителя 3 подключен с помощью усилителя-ограничителя 4 к входу делителя 5 частоты. Выход блока 8 выборки и хранения соединен с помощью квадратора 10 и усилителя 11 с первым входом суммирующего усилителя t3 и с помощью усилителя 12 со вторым входом суммирующего усилителя 13, третий вход которого соединен с источником 14 опорного напряжения. С помощью генератора 1 возбуждаются колебания струнного преобразователя

2, частота выходного сигнала которого преобразуется в напряжение и с помощью источника опорного напряжения 14. усилителей 11 и 12, квадратора 10, суммирующего усилителя 13 линеаризуется и регистрируется в измерителе 16, соединенном с выходом суммирующего усилителя 13 с помощью составного эмиттерного повторителя 15. 2 ил.

1675692

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций под дейстнием динамических нагрузок, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содер>кит генератор 1, струнны1л преобразователь 2 с одной электромагнитной катушкой возбуждения, первый усилитель 3, усилитель-ограничитель 4, делитель 5 частоты, змиттерный повторитель 6, линейный преобразователь 7 частоты в напряжение, блок 8 выборки и хранения, ждущий мультинибратор 9,.квадратор 10, третий усилитель 11, второй усилитель 12, суммирук>щий усилитель 13, источник 14 опорного напряжения, составной эмиттерный повторитель 15 и измеритель 16.

Устройство работает следующим образом, Для простоты графической иллюстрации работы устройства принимают напряжение н бетоне и нагрузку Р (фиг. 2а), вызывак>щую эти напряжения, прямо flpoпорциональными и линейно возрастающими во времени. Тогда при включении питания генератор 1 начинает вырабатывать импульсы (фиг, 2б) прямоугольной формы положительной полярности. Генератор 1 работает в режиме BHQILlHBM синхронизации, причем частота следования импульсов определяется схемой управления генератором 1, Собственная частота колебаний генератора 1 выбирается ниже, чем частота, определяемая схемэй управления генератором, Длительность импульсов генератора выбирается равной 0,5 Т,р, н рабочем диапазоне периодов колебаний струнного резонатора преобразователя 2, Поступающий от генератора 1 импульс (фиг. 2б) возбу>кдает свободные колебанля струны струнного преобразователя 2 с ггериодом Т,. Возникающие свободные кслеб>ания струны индуцируют ЭДС (фиг. 2e) в электромагнитной катушке струнного преобразователя 2, которые поступают на в:ход первого усилителя 3, где усиливаются, и далее поступают на вход усилителя-ограничителя 4, Прямоугольные импульсы с выхода усилителя-ограничителя поступают на вход делителя 5 частоты, например управляемого счетчика импульсов.

Коэффициент деления и делителя 5 частоты устанавливается в пределах (1-2)/О, где Ологарифмический декремент затухания струнного преобразователя 2. Делитель 5 частоты переводится в исходное состояние импульсом (фиг, 2б) с выхода генератора 1, который поступает на управляющий вход (вход "Уст. 0" управляемого счетчика импульсов делителя 5 частоты). С приходом

M+1 импульса на выходе делителя 5 частоты формируется короткий импульс (фиг. 2г) положительной полярности, который поступает на управляющий вход генератора 1, Далее устройство обеспечивает поддержание колебаний струны за счет периодического его подвозбуждения с периодом, равным N Тс. Сигнал с выхода первого усилителя 3 через эмиттерный повторитель 6 поступает на вход линейного преобразователя 7 частоты в напряжение. На выходе линейного преобразователя 7 частоты в напряжение формируется аналоговый сигнал, прямо пропорциональный значению f<. По переднему фронту импульса (фиг. 2г) с выхода делителя 5 частоты запускается ждущий мультинибратор 9, который вырабатывает импульс (фиг. 2е) положительной полярности, длительность которого определяется длительностью переходных процессов колебания струны, возбужденной импульсом силы (определяется экспериментально).

Сигнал с выхода ждущего мультивибратора

9 поступает на управляющий вход блока 8 выборки и хранения (например, устройство выборки и хранения) и переводит его в режим хранения. На информативный вход блока 8 выборки и хранения поступает аналоговый сигнал (фиг. 2ж) с выхода преобразонателя 7 частоты в напряжение. На время действия управляющего импульса (фиг, 2е) сигнал на выходе блока 8 выборки и хранения остается равным значению, которое он имел в момент, предшествующий началу действия управляющего импульса с выхода ждущего мультивибратора 9, Зависимость напряжений (о) в бетоне от частоты колебаний струны 1с=1/Тс описывается полиномом второй степени вида

g =Afc +Bfc+c, где А, В, С вЂ” константы, определяемые на заводе изготовителе в процессе тарировки струнных преобразователей, Сигнал (фиг, 2з, кривая) с выхода блока 8 выборки и хранения поступает на вход квадратора 10, с выхода которого сигнал, пропорциональный fc, поступает на вход третьего усилителя 11, коэффициент усиления которого выбирается равным константе А, Одновременно сигнал с выхода блока 8 ныборки и хранения поступает на вход второго усилителя 12, коэффициент усиления которого выбирается равным константе В. Выходное напряжение источника 14 опорного напря1675692

Формула .изобретения

Устройство для измерения динамических напряжений в бетоне, содержащее генератор, струнный преобразователь с одной электромагнитной катушкой возбуждения, усилитель-ограничитель, ждущий мультивибратор, эмиттерный повторитель, преобразователь частоты в напряжение и соединенные последовательно электрически составной эмиттерный повторитель и

Составитель А. Северин

Редактор М. Янкович Техред М,Моргентал Корректор A. Осауленко

Заказ 2994 Ти раж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жения выбирается равным значению коэффициента С. На первый, второй и третий входы суммирующего усилителя 13 соответственно поступают сигналы с выхода третьего усилителя 11 (пропорциональный Afc ), второго усилителя 12 (пропорциональный

Bf) и источника 14 опорного напряжения (пропорциональный С). Таким образом, на выходе суммирующего усилителя 13 формируется сигнал.(фиг. Зи), прямо пропорциональный измеряемому значению напряжений о в бетоне

o =Afс +Bf+C, Сигнал с выхода суммирующего усилителя 13 поступает через составной эмиттерный повторитель 15 на вход измерителя 16. измеритель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый, второй и третий усилители, делитель частоты, блок выборки и хранения, 5 квадратор, источник опорного напряжения и суммирующий усилитель, выход которого соединен с входом составного эмиттерного повторителя, причем выход генератора соединен с управляющим входом делителя ча10 стоты и через последовательно соединенные струнный преобразователь, первый усилитель, эмиттерный повторитель и преобразователь частоты в напряжение с информативным входом блока выборки и, 15 хранения, выход которого соединен через последовательно соединенные квадратор и третий усилитель с первым входом суммирующего усилителя и через второй усилитель — с вторым входом суммирующего

20 усилителя, третий вход которого соединен с источником опорного напряжения, при этом выход первого усилителя также соединен через усилитель-ограничитель с информативным входом делителя частоты, выход ко25 торого соединен с управляющим входом генератора и через ждущий мультивибратор — с управляющим входом блока выборки, и хранения.