Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста Советский патент 1985 года по МПК G01R17/10 

Фи9.4 Изобретение относится к информационно-измерительной технике, промьшшенной электронике и может быть использовано в тензометрических уст ройствах, в которых-питание измерительных мостов осуществляется импул ным напряжением, в информационноизмерительных системах, а также при измерении и контроле параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементнык двухполюсников. Известно устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического. импульсного моста, содержащее ti -каскадный импульсный усилитель, на выходе которого включен синхронньй детектор, к, выходу которого присоединены конденсатор . и усилитель постоянного тока lj . Недостатком этого устройства явл ется сравнительно невысокая чувствительность, которая не может быть увеличена за счет повьшения коэффиц ента усиления усилителя, так как это приводит к возбуждению во всем тракте преобразования. Наиболее близким к изобретению п технической сущности является устройство преобразования напряжения неравновесия тензометрического импуль ного моста, содержащее блок управле ния, генератор, ц -каскадный усилитель, между двумя из каскадов которого включен синхронный детектор, вход кЪторого подключен к выходу пр дыдущего каскада, а выход через последовательно включенные конденсатор и резистор соединен с общей шиной,входже последующего усилительного каскада подключен к общей точке соединения конденсатора и резистова 2 -. Недостатком устройства является невозможность повышения чувствитель ности за счет повышения коэффициент усиления усилителя, так как в тракт преобразования возникает возбуждение, особенно в моменты времени, ко да включается синхронный детектор. Выходной импульс с усилителя сильно искажается, что сразу же приводит к потере чувствительности, а значит и точности преобразования. Цель изобретения - повьшение чув ствительности при преобразовании на пряжения неравновесия тензометричес кого импульсного моста. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, содержащее измерительную схему, выход которой соединен с первым каскадом п -каскадного усилителя, между каскадами которого включено п-1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к вьссоду предьщущего каскада, h -1 конденсаторов, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления, к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задающий генератор, выход которого Соединен со входом блока управления, введены П-1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один из ключей пары подключается ко входу последующего каскада, а через другой ключ пары - к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления. На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу устройства . I Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста для примера ограничено тремя каскадами усиления. Оно содержит трехкаскадньй усилитель, между каскадами 1-3 которого включены два синхронных детектора 4 и 5, вход каждого из которых подключен к выходу предыдущего, каскада 1 и 2, два конденсатора 6 и 7, каждьм из которых включен между выходом своего синхронного детектора 4 и 5 и общей шиной, блок управления 8 (синхронными детекторами и ключами) к соответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов 4 и 5, и задающий генератор 9, выход которого соединен со входом блока управления 8, две пары ключей 10 и 11, 12 и 13, каждая из которых соединена с соответствующим синхронным детектором таким образом, что выход синхронного детектора 4 и 5 через один из ключей соответствующей пары 10 и 12 подключается ко входу последующего каскада 2 и 3, а через другой ключ 1.1, 13 пары - к общей шине, причем управляющие входы всех ключей 10-13 соединены с соответству щими выходами блока управления 8, выход измерительной схемы 14 соедине со входом первого каскада п -каскадного усилителя. На фиг.2 обозначены следующие диаграммы: напряжение неравновесия тензометрического импульсного моста управляющий импульс 16 синхронного |детектора 4j напряжение 17 на конден саторе 6; управляющий импульс 18 ключа 10 и синхронного детектора 5, напряжение 19 наконденсаторе 7 управляющий импульс 20 ключа 12, напряжение 21 на выходе последнего каскада 3, управляющий импульс 22 ключей. 11 и 13. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все синхронные детекторы и ключи закрыты, конденсаторы разряжены. При поступлении на вход первого каскада 1 импульса напряжения неравновесия 15 тензометрического моста через промежуток времени необходимый для окончания переходных процессов, на синхронный детектор 4 в момент времени ti с блока управления 8 поступает управляющий импульс 16и открывает его. Длительность управляющего импулкса такова, что напряжение 17 на конденсаторе 6 достигает значения, равного выходному напряжению первого, предыдущего, каскада 1 После того, как конденсатор 6 полностью зарядится синхронный детектор 4 закрывается и отключает конденсатор 6 от выхода каскада 1. Следующий управляющий импульс 18 в момент времени tg поступает с блока управления 8 на ключ 10 и синхронный детектор 5,открывая их. Напряжение с конденсатора 6, равное по величине выходному напряжению .каскада 1, через ключ10 подается . на вход второго, последующего каскада 2, усиливается им и через открытьм синхронный детектор 5 заряжает конденсатор 7. Как только -напряжение 19 на конденсаторе 7 достигнет значения, равного по величине выход -яому напряжению второго каскада 2, синхронньй детектор 5 отключит этот конденсатор, от выхода предьздущего каскада 2. Одновременно ключ 10 отрывает конденсатор 6 от входа этого же каскада 2. В момент времени t с блока управления 8 приходит управляющий импульс 20 на ключ 12 и открывает его. Напряжение 19 с конденсатора 7 через этот ключ подается на вход последующего каскада 3, усиливается им, и на его выходе появляется импульс 21, амплитуда которого есет информацию о величине разбаланЬа тензометрического моста. В момент времени i с блока управления 8 поступает управляющий импульс 22 на ключи 11 и 13.. Эти ключи открываются и конденсаторы 6 и 7 разряжаются через них. Длительность управляющего импульса 22 такова, что во время его действия на ключи 11 и 13 конденсаторы 6 и 7 должны полностью разрядиться. В момент времени t устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста -снова готово к работе. Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста позволяет существенно повысить чувствительность тензометрических установок, получив большой общий коэффициент усиления усилителя (10 и выще) при н больших величинах коэффициентов усиления отдельных каскадов. Причем применять какие-либо спе1у1альные меры для предотвращения возбуждения в усилительном тракте нет необходимости. Кроме того, форма импульсов на выходе предлагаемого устройства значительно улучшается. А это, в свою очередь, приводит к тому, что последующие узлы и блоки обработки выходных импульсов усилителя в автоматических тензоизмерительных мостах, применяемых в измерительно-информационных системах, работают наг: дежно, без сбоев. Тем самым повьпиается точность измерения малых деформаций в испытываемых конструкциях при статических и динамических нагрузках. Данное устройство для преобразования напряжения неравновесия тензо- метрического импульсного моста решает проблему обеспечения требуемой

511400516

чувствительности в тензометрических требования к разработке высокочувстустановках, что позволит снизить витальных датчиков.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА,;НИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НЕРАВНОВЕСИЯ ТЕНЗО1 1ЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО МОСТА, содержащее измерительную схему, выход которой соедийен с первым каскадом ,1-каскадного усилителя, между каскадами которого включено Г| -1 синхронных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу предьщущего каскада, П-1 конденсаторов, каждый из которых включен между выходом своего синхронного детектора и общей шиной, блок управления к соответствукхцим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, и задаклций генератор, выход которого соединен со входом блока управления, обличающе ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены п -1 пар ключей, причем выход синхронного детектора через один из ключей пары подключается ко входу О) последующего каскада, а через другой ключ пары - к общей шине, управляющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами блока управления.

Фиг. 2