Тензометрическое устройство

 

В. И. Евдокимсв, Ф. Б. Нежинов и Ю. П. Капралов (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тенэометрическим устройствам и может быть испош зовано для измерения деформации твердых тел.

Известно тензометрическое устройство, 5 содержащее источник питания и последовательно соединенные преобразователь, усилитель на несущей частоте, фазочувствительный демодулятор, фильтр, ампли-, 10 тудный селектор и реле, последсвательно включенными к выходу усилителя, второй усилитель, додключенный к выходу фильм ра, и резисторы, одни иэ которых включены к цепь обратной связи: первого усилителя, параллельно нормально замкнутому контуру реле, а другие - в aenb обратной связи второго усилителя параллельно нормально разомкнутому контакту реле ().

219

Д анное устройство обеспечивает автоматический контроль исправности реобра эователя, однако оно не реагирует на снижение сопротивления изоляаси тензо-, резисторов или длительной работе в условиях повьиюнной. влажности, что приводит к снижению Достоверности измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тензометрическое устройство, содеркащее тенэомост, источник питания тенэомоста, усилитель, связанный с измерительной диагональю тензомоста, компаратор, исполнительный блок, входы кот oporo соединены с выходами компаратора, задатчик порогового срабатывания исполнительного блока, выход которого соединен с одним из входов комларатора, и блок контроля тензодатчиков с источником опорного напряжения и вторым компаратором, пер- . вый вход которого объединен с первым входом первого компаратора и соецинен через источник опорного напряжения с од ним иэ выходов источника питания моста, а вторые входы обоих компаратдров че3 0 64806 4 рез согласующие элементы соединены с вершинами измерительной диагонали мос та, двухвходовую схему И, подключенную к выходам компараторов, и треквходовую схему И, два входа которой соедине ны с вторыми входами комиараторов, третий вход — с выходом днухвходовой сзамы И, а выход — э исполнительным блоком (2 .

Однако известное устройство обеспе- IO чивает регистрацию только обрыва тензоРезистора или его к.з. Если же тензорезнстор имеет низкое сопротивление изоляции (например, при измерениях деформации в условиях повышенной влажности} 15 блок контроля тензодатчиков не сработает и устройство зарегистрирует деформацию. Так как сопротивление изоляции очень сильно влияет на показания тензорезисторов, то измеренная деформация 2О будет иметь низкую достоверность„и при длительных испытаниях показания тензорезисторов с низким сопротивлением изо ляции полностью недостоверны.

Бель изобретения - повышение досто- 3$ верности измерений при длительной работе в условиях повышенной влажности.

Указанная цель достигается тем, что тензометрическое устройство снабжено последовательно соединенными электронными коммутатором с щумя входами и выходами, формирователем импульсов с двумя входами, вторым усилителем, интегратором с двумя входами и электрмным ключом с тремя входами, выход которого подключен к второму вхощ компаратора, а также опорным генератором, вход которого подключен к второму входу eneRTpoaного ключа, один его выход подключен к третьему входу электронного ключа, .:

a второй - к одному из входов задатчика, и синхрснизатором, вход которого подключен к выходу исполнительного блока, один его выход подключен к другому входу электронного коммутатора, второй - E

45 второму входу формирователя, третий - к второму входу интегратора, а четвертыйк второму и третьему входам электронного ключа и второму входу задатчика, первый вход электронного ключа подключен к одной из вершин измерительной диаго50 кали тензомоста, а первый его выхадк входам первого усилителя и источника питания

На фиг. 1 изображена блок-схема тензометра, а на фиг. 2 - импульсяовременные диаграммы в характерных точ:ках устройства, где a - первый выход синхронизатора, б — вход электронного коммутатора, в - второй выход синхронизатора, r - формирователь импульсов, д - третий выход синхронизатора, е — Вь Ron интегратора ж - четвертый выход синхронизатора, з - опорный генератор, и» первый вход компаратара, к - второй

Вход компаратора, л - первый Выход компаратора, м - первый выход исполнительного устройства.

Тзнзометр содержит тензомост 1, монтируемый ина исследуемом обьекте

2, источник 3 питания тензомоста 1, усилитель 4, связанный с измерительной . диагональю тензомоста 1, электронйый коммутатор 5, один вход которого подключен к одной из вершин измерительной диагонали тензомоста 1, один выходк входам усилителя 4 и источника 3, формирователь 6 имнульсов с двумя входами, один из которых подключен K второму выходу электранного коммутатора 5, усили тель 7. тока утечки, вход которого подключен,к Выходу формирователя 6, интегратор 8 с двумя входами, один из которых подключен к выходу усилителя 7, эле- . ктроннйй ключ 9 с тремя входами, один из которых подключен к выходу интегратора 8, компаратар 10, вход которого подключен к выходу электронного ключа 9, исполнительный блок 11, входы которого соединены с выходами компара тора LO, задатчик 12:порогового срабатывания исполнительного блока 11, выход которого подключен к второму вхору компаратора 10, опорный генератор 13, вход которого подключен к второму входу электронно1 о ключа 9, один вькод - к гретрему входу электронного ключа 9, а второй - к одному из. Входов задатчика

12 порогового срабатывания дополнительного блока 11 è синхронизатор 14, вход которого подключен к выходу исполнительного блока 11, один выход - к второму входу электронного комМутатора 5, второй - R второму Входу фармирователя 6, третий - к второму входу интегратора 8, а четвертый - к второму и третьему входам электрснного ключа 9, и второму входу задатчика 12.

Принцип действия устройства основан на свойстве электроизоляционных материалов выдерживать без повреждений кратковременное воздействие электрического напряжения значительно превышающего пробивное.

Устройство работает следующим образом.

05 6

5 9548

Первый импульс а (фиг 2)е поступив ший с первого выхода синхронизатора 14 передним фронтом устанавливает электронный коммутатор 5 в положение, при котором один из выводов измерительной диаго-s. кали моста подключается через электронный коммутатор 5 к входу формироьателя

6 импульсоь. Таким образом образуется замкнутая цепь: вьэод измерительной ди. агонали j, моста 1 - электронный комму„ о татор 5 - формирователь 6 импульсоьвходные цепи усилителя 7 тока утечкиисследуемый обьект 2. Одновременно запирается усилитель 4, и прекращает работу источник 3 питания измерительного

1S моста 1. Задним фронтом первого импульса а запускается генератор, формирующий пакет синхроимпульсов в, поступающих на второй.выход синхрснизатора 14. Форzo мирователь 6 импульсов представляет собой синхронйэированный генератор им пульсаь г напряжением 20-120 В и длительностью 10»»50 мкс с большой скьажностью. Все параметры импульсов высокого напряжения регулируются в со- И ответствии с типом применяемых тенэорезистороь.

Интегратор 8 накапливает заряд e„величина которого пропорциональна току уте.gQ чек тензореэисторов измерительного мос«

ra 1. Время накопления заряда равна длительности пакета синхроимпульсов в, На чало и окончание цикла накопления тактируется импульсами д, поступающими в

° интегратор 8 с третьего выхода синхро-, низатора 14. Одновременно с окончанием .цикла накопления на четвертом выходе синхронизатора 14 появляется импульс ж, запускающий опорный генератор 13, открывающий электрснный ключ 9 и включающий времязадающий элемент задатчиira 12 порога срабатывания исполнительного элемента 11. Импульсы з опорного генератора 13 поступают через открытый электронный ключ 9 на первый вход и компаратора 10. Количество прошедших импульссв определяется временем, в течение которого электронный ключ 9 находится в открытом состоянии. Одновременно разрешается прохождение импульсов з опорного генератора 13 через задатчик 12 на второй вход компаратора 10. Количество прошедших импульсов к через задатчик 12 опре деляется состоянием времяэадающих

S5 цепей эадатчика 12 и может быть выбра-. но в соответствии с требованиями к вели, чине сопротивления изоляции. тензореэнсторов измерительного моста 1. На выходах компаратора 10 сигнал отсутствует до тех пор, пока импульсы поступают на оба входа. Если число импульсов М», прошедших через электронный ключ 9, оказывается меньше числа импульсаь Й g. прощенных задатчиком 12, ro на первом выходе компаратора появится после- -. довательность (g» . Й. 3 ) имдульсоь М

В случае, если N,к > Й, на ьтором ььасоде компаратора 10, появится последовательность (Й» - N g) импульссв к. В зависимости от того, на каком выходе появится последовательность (Й - N ) импульсов к. В зависимости or того, на каком выхода появится последовательность импульсоВ, исполнительный элемент 11 выдает информацию о достоверности или недостоверности получаемой информации от тензореэисторов измерительного мос, та 1. По окончании работы исполнительного элемента 11 на его выходе формируется импульс м, вызывающий появление на первом выходе синхронизатора втоI рого импульса а, возвращающего электронный компаратор 5 в исходное положение, снимаются запирающие потенциалы с источника 3 усилителя 4, прекращается рабата опорного генератора 13.

Благодаря использованию предлагаемсь го устройства, повышается достоверность измерений, особенно при повышенной влажности и длительных испытаниях.

Ф ормул а изобрете ни я

Ч ензометрическое устройство, содер жащее тензомост, источник питания тензомоста, усилитель, связанный с измерительной диагональю тенэомоста, компаратор, исполнительный блок, входы которого соединены с,выходами компаратора, и es датчик порогового срабатывания исполнительногэ блока, выход которого соединен с одним из входов компаратора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений при длительной работе в услсвиях повышенной влажности, оно снабжено последовательно соединенными электронным коммутатором с дщ мя входами и выходами, формирователем импульсов с двумя входами, вторым усилителем, интегратором с двумя входа» ми и электронным ключом с тремя входами, ььасод которого подключен к второму, входу компаратора, а также опорным: генератором, вход которого подключен к второму входу электронного ключа, один его ькод подключен к третьему входу элект7 084805 8 ронно о ключа, а второй - к одному иэ ной диагонали тензомоста, а первый его ьходоь эадатчика, и синхронизатор<к, вход выХод - к входам первого усилителя и которого подключен к входу исполнитель- источника питания. ного блока, орин et о выход подключен к рругому Axon электронного коммуi àòîðà, S Источники информании, ьторой - к второму вхору формирователя, принятые ьо ьнимание при экспертизе третий - и второму входу интегратора, а 1. Авторское сьидетельстьо СССР четвертый - к второму и третьему вхоцам J4a 478179, igI Cj 01 В 7/16, 1973.

Электронного ключа и второму входу за 2. Авторское свидетельство, СССР датчика, перьый вход электронного ключа >O N 624108, кл. g 01 В 7/16, 1976 подключен к одной из вершин измерите (прототип).

9 54805

И

Заказ 6412(41 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4

С оставитель 0 Мельников

Редактор B. Пилипенко Техред:А.Бабинед Корректор Г. Огар