Многоканальное тензометрическое устройство Советский патент 1987 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению деформаций машиностроительных конструкций.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет сокращения числа измерений.

На фиг. 1 приведена блок-схема многоканального тензометрического устройства; на фиг. 2 - функциональная схема вычислителя.

Многоканальное тензометрическое устрой ство содержит в каждом канале тензо- мост с вершинами 1-4, коммутатор 5, измерительные мосты 6, 7, вычислитель 8 и регистратор 9. Вершины 1 и 3 каждого тензомоста подключены некоммутируемыми проводами к первым входам измерительных мостов 6, 7 соответственно. Вершины 1-4 через коммутатор 5 подключены к вторым входам измерительных мостов 6, 7. Выходы измерительных мостов 6, 7 подключены к входам вычислителя 8, синхронизирующий вход которого объединен с управляющим входом коммутатора 5, а выход подключен к входу регистратора 9.

Вычислитель 8 содержит распределитель 10 синхросигналов, два идентичных блока 11 и 12, каждый из которых состоит из пяти ячеек 13-17 и 18-22 памяти соответственно и четырех каналов 23-26, которые содержат первый 27 и второй 28 сумматоры и умножитель 29. Первые входы ячеек 13-15 памяти блока 11 и ячеек 21, 23 памяти блока 12 подключены к выходу измерительного моста 6, а первые входы ячеек 18-20 памяти блока 12 и ячеек 16 и 17 памяти блока 11 подключены к выходу измерительного моста 7, вторые входы ячеек 13 и 18, 14 и 19, 15 и 20, 16 и 21, 17 и 22 памяти объединены между собой и подключены к одному из соответствующих выходов распределителя 10 синхросигналов. В блоке 11 выход ячейки 15 памяти подключен к первому неинверсному входу сумматора 27, выход ячейки 13 памяти подключен к второму неинверсному входу сумматора 27 в канале 23 и к инверсному входу сумматора 27 в канале 24, выход ячейки 14 памяти подключен к инверсному входу сумматора 27 в канале 24, выход ячейки 16 памяти подключен к инверсному входу сумматора 27 в канале 25 и к второму неинверсному входу сумматора 27 в канале 26, выход ячейки 17 памяти подключен к инверсному входу сумматора 27 в канале 26 и к второму неинверсному входу сумматора 27 в канале 25, в каналах 23-26 первый и второй неинверсные входы сумматора 27 подключены к первому и второму входам умножителя 29 соответственно, третий вход умножителя 29 подключен к выходу сумматора 27 и к инверсному входу второго сумматора 28, неинверсный вход которого подключен к выходу умножителя 29, а выход сумматора 28 подключен к вх-оду регистратора 9.

Многоканальное тензометрическое устройство работает следующим образом.

Под воздействием деформации изменяются сопротивления плеч тензомоста, что вызывает изменение всех шести его входных сопротивлений относительно пар вершин 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4, 2 и 3, 3 и 4, 2 и 4. Контакты коммутатора 5 последовательно соединяют каждую из первых трех пар вершин с рабочим плечом измерительного моста 6, а затем две последующие пары вершин - с рабочим плечом измерительного моста 7. В результате с выхода измерительного моста 6 поочередно снимаются значения входных сопротивлений тензомоста

относительно вершин 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4, а затем с выхода измерительного моста 7 - значения сопротивлений того же тензомоста относительно верщин 2 и 3 и 3 и 4. Измерительный мост 7 позволяет при минимуме соединительных проводов обеспечить известную трехпроводную схему компенсации паразитных сопротивлений соединительных проводов. Коммутатор 5 обеспечивает параллельное подключение двух тензомостов, один из которых подключается к измерительному мосту 6, а второй - к измерительному мосту 7, чем обеспечивается непрерывный режим работы мостов 6, 7 и максимальное быстродействие всего устройства. Измеренные входные сопротивления тензомостов с выходов измерительных мостов 6, 7 вводятся в вычислитель 8, причем у одного тензомоста входные сопротивления относительно верщин 1 и 2, 1 и 4, 1 и 3, 2 и 3, 3 и 4 по команде распределителя 10 синхросигналов записываются в блоке 11, в ячейки 13-17 памяти соответственно, а у другого - в ячейки 18-22 памяти блока 12. В блоке 11 выходной сигнал каждой ячейки 13, 14, 16, 17 памяти кроме 15, поступает на два идентичных канала 24 и 23 или 25 и 26 (в зависимости от номера ячейки), причем, если в канале 23 (25) он подается на инверсный вход сумматора 27, то в канале 24 (26) - на неинверсный вход сумматора 27 и наоборот. Сигнал с ячейки 15 памяти поступает во всех каналах блока 11 на неинверсный вход сумматора 27. Аналогичным образом сигналы с выходов ячеек 18- 22 памяти поступают в каналы второго блока 12. Наличие в каждом из блоков 11 и 12 общей связи между каналами, ячейками 15, 20 памяти, сумматорами 27, 28 и

умножителем 29 внутри каждого канала позволяет исключить измерение шестого входного сопротивления тензомоста относительно вершин 2 и 4 и определить сопротивления плеч тензомоста по сигналам с памяти ячеек памяти блоков 11, 12. В результате, за счет сокращения числа измерений повыщается быстродействие всего многоканального устройства.

Для получения на выходе блока 11, например, сопротивления плеча между верши

нами 1 и 4 сигналы с выходов первых трех ячеек 13-15 памяти поступают на входы сумматора 27, причем на его инверсный вход подается сигнал с ячейки 14, равный входному сопротивлению тензомоста относительно вершин 1 и 4. На выходе сумматора 27, имеющего коэффициент усиления 1/2, формируется сигнал, равный алгебраической полусумме выходных сигналов ячеек 13-15 памяти. Одновременно сигналы с выходов ячеек 13, 15 памяти перемножаются в умножителе 29, а их произведение делится на выходной сигнал сумматора 27. Результирующий сигнал умножителя 29 поступает на неинверсный вход второго сумматора 28 с коэффициентом усиления, равным единице, где из него вычитается величина выходного сигнала первого сумматора 27. В результате на выходе второго сумматора 28 получают сигнал, равный сопротивлению плеча тензомоста, находящегося между вершинами 1 и 4, который и вводится в регистратор 9.

Аналогичным образом на выходах каналов 24-26 формируются сигналы, равные сопротивлениям плеч одного тензомоста между вершинами и 2, 2 и 3, 3 и 4 соответственно. Параллельно с выходов блока 12 на вход регистратора 9 поступают сигналы о сопротивлениях плеч другого тензомоста.

Формула изобретения

1. Многоканальное тензометрическое устройство, содержащее коммутатор, соединенный с ним своим входом первый измерительный мост, регистратор, а каждый канал включает тензомост, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения количества измерений, оно снабжено вторым измерительным мостом и вычислителем, первая и третья вершины каждого тензомоста соединены некоммутированными проводами с вторыми входами

первого и второго измерительных мостов соответственно, каждая из вершин тензомоста через коммутатор соединена с первым входом первого и второго измерительных

мостов, выходы измерительных мостов соединены с информационными входами вычислителя, синхронизирующий вход вычислителя объединен с управляющим входом коммутатора, а выход вычислителя соединен

с входом регистратора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислитель содержит распределитель синхросигналов, два идентичных блока, каждый из которых включает пять ячеек памяти и четыре канала, имеющих по два

сумматора и одному умножителю, первые

входы первой, второй и третьей ячеек памяти первого блока, а также четвертой и пятой ячеек памяти второго блока соединены с выходом первого измерительного моста, первые входы первой, второй и третьей ячеек памяти второго блока, а также четвертой и пятой ячеек памяти первого блока соединены с выходом второго измерительного моста, вторые входы одноименных ячеек памяти обоих блоков соединены

между собой и с одним из выходов распределителя синхросигналов, выход третьей ячейки памяти каждого блока соединен с первым неинверсным входом первого сумматора, выходы первой, второй, четвертой и пятой ячеек памяти каждого блока соединены соответственно во втором, первом, четвертом и третьем каналах с инверсным и с вторым неинверсным входами первого сумматора, в каждом канале первый и второй неинверсные входы первого сумматора соединены с первым и вторым входами умножителя соответственно, третий вход умножителя соединен с выходом первого сумматора и с инверсным входом второго сумматора, неинверсный вход которого соединен с выходом умножителя, а выХОД второго сумматора соединен с входом регистратора.

От5л.6

П Л ПЛФи.2

Изобретение относится к измерению деформации машиностроительных конструкций. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет сокращения числа измерений. Под действием деформации изменяются сопротивления плеч тензомоста и все шесть его входных сопротивлений относительно пар вершин 1 и 2, I и 3, 1 и 4, 2 и 3, 3 и 4, 2 и 4. Контакты коммутатора 5 последовательно соединяют пары вершин 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4 с рабочим плечом измерительного моста 6, а затем пары вершин 2иЗ, Зи4 - с рабочим плечом измерительного моста 7. Измеренные мостами 6 и 7 пять входных сопротивлений тензомоста вводятся в вычислитель 8, на выходе которого получают сопротивления плеч тензомоста, которые поступают в регистратор 9. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 0 -ПЛПЛЛ. W со ел О 4 00