Тензометрическое устройство Советский патент 1984 года по МПК G01B7/16 

1 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения деформаций, давлений и усилий мостовыми методами, Известно тензометрическое устрой ство, содержащее мост с тензодатчиками, источник питания моста, усили тель, соединенный с измерительной диагональю моста, и блок контроля тензодатчиков с источником опорного напряжения, первым компаратором измерительного и опорного сигналов и исполнительным элементом ClJ. Недостатком данного устройства я

ляется то, что оно не позволяет регистрировать отказы, приводящие к пропаданию сигнала, что в свою очередь приводит к невозможности обнаружения таких неисправностей, как обры кабеля, соединяющего тензомост с усилителем, или короткое замыкание проводов кабеля между собой. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тензометрическое yqтpoйcтвo, содержащее тензомост, источник питания, включенный в диагональ питания тензомоста, усилитель, включенный в измерительную диагональ тензомоста, последовательно соединенные согласую щий элемент и компаратор, подключенные к каждой вершине измерительной диагонали тензомоста, последовательно включенные первьй, второй логичес кие элементы и исполнительный элемент, источник опорного напряжения, подключенный к инверсному входу первого комйаратора, а выходы компараторов соединены с входом первого логического элемента С2. Известное устройство не позволяет обнаруживать часто возникающие отказы такие, как замыкание всех проводов ка:беля, соединяющего тензомост с усилителем и источником питания, или замыкание лишь проводов, идущих от измерительной диагонали тензомоста, что снижает достоверность контроля измеряемых параметров. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет расширения функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что тензометрическое устройство, содержащее тензомост, источник питания включенный в диагональ питания тензо моста, усилитель, включенный в изник опорного напряжения подключен к неинверсному входу второго компаратора, входы блока вычитания соединены с выходами согласующих элемен4мерительную 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 источтов, выход блока вычитания соединен с инверсным входом второго компаратора и неинверснь1м 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 вьшолнен в виде двухвходового элемента ИЛИ, а второй логический элемент - в виде двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. На чертеже представлена блок-схема устройства. Тензометрическое устройство содержит тензбмост 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 согласукнцих 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 и исполнительным элементом 11, выход тактового генератора 12 подключен к второму входу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, входу ключа 13, выход ключа 13 подкп1() к входу гогласукицего 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 ра-. ботает следующим образом. В случае отсутствия отказов тенз моста 1 разность напряжений вершин А и Б находится в поле допуска, заданного источниками 14 и 15 опорног напряж ения. Нижнее пороговое значение разности напряжений вершин А и тензомоста 1 определяется опорным напряжением источника 14, верхнее источника 15. Компараторы 7 и 8 в этом случае вырабатьшают сигнал лог ческого нуля. Логический нуль прохо дит через логический элемент ИЛИ 9 и логический элемент ИСКЛЮЧАНЛЦЕЕ ИЛИ 10 при отсутствии управляющего импульса с выхода тактового генератора 12. Исполнительный элемент 11 в этом случае не срабатывает и сигн с усилителя 3 поступает на регистра тор (не показан). При наличии импул са с тактового генератора 12, соответствующего логической единице,клю 13 замыкается и замыкает одновремен но одно из плеч тензомоста 1 на ист ник 2 питания. Таким образом, ими тируется искусственньй отказ. В случае отсутствия действительных отказов тензомоста 1 срабатьшает один из компараторов 7 или 8, по скольку разность напряжений вершин А и Б тензомоста 1 равна примерно половине напряжения питания тензомоСта 1 и выйдет соответственно на заданное поле допуска. Таким образо на выходе одного из компараторов 7, 8 появляется логическая единица и соответственно на выходе логического элемента ИЛИ 9. Появление на входах логического элемента ИСКЛЮЧА КЩЕЕ 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 подается на регистратор. При возникновении отказов тензомоста 1 на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 10 появляется логическая единица, срабатывает исполнительный элемент 11, прерьшаетс подача сигнала на регистратор и сра 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 вькоде логических элементов 9 и 10 появляется логическая единица (при отсутствии управляющего импульса с генератора 12), исполнительный элемент 11 срабатывает и отключает выход устройства до момента повторного включения напряжения питания Появление логической единицы на входе Ххогическога элемента ИСКЛЮЧАЮПЩЕ ИЛИ-10 от тактового генератора 12 не вызьшает повторного включения устройства. Отказы типа замыкание источника 2 питания, замыкание измерительной диагонали тензомоста 1 не вызывают срабатьгеания компараторов 7 и 8, так как разность напряжений вершин А и Б в этом случае нулевая и находится в допуске. На вькоде логического элемента ИЛИ 9 в этом случае присутствует логический нуль. При отсутствии упрарляющего импульса с тактового генератора 12 на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10логический нуль и исполнительный элемент 11 в этом случае не срабатывает. 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 вькоде которого также устанавливается логическая единица, что вызывает срабатьгоание 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 тенэомоста 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

выполняет роль исполнительного элемента искусственного отказа. Согласующие элементы 4 и 5 предназначены для согласованного подключения тензомоста 1 к блоку 6 вычитания.

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

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;,

тг