Устройство для испытания текстильных материалов на удар Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

113

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания текстильных материалов на многократные ударные нагрузки.

Цель изобретения - повышение точности путем обеспечения контроля за работой зажимного элемента, связанного с об-разцом.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема анализатора; на фиг.З - схема блоков временных команд.

Устройство состоит из маятника 1, на конце которого имеется ударник 2, механизма 3 подъема маятника, датчика А положения маятника, пассивного зажима 5 и активного зажима 6, выполненного раздвижным, исполнительного механизма 7 активного зажима, испытуемого образца (нити) 8, датчика 9 удлинения механизма нагружения об- растягивающей нагрузкой, выполненного в виде ролика 10 и груза 11, нагревателя 12 с регулятором 13 температуры, регистрирующего прибора 14, блока 15 временных команд, анализатора 16 и цифрового регистратора 17,

Электронная схема анализатора 16 (фиг.2) состоит из генератора 18 импульсов, двух генераторных ключей 19 и 20, двух триггерных ключей 21 и 22 выходного ключа 23, основного реверсивного счетчика 24 с двумя входами; сложения и вычитания, цифроаналогово го преобразователя (ЦАП) 25, компаратора 26 с прямым и инверсным выходами, двух линий 27 и 28 задержки (ЛЗ) триггера 29, четырех схем 30-33 И, двух схем 34 и 35 ИЛИ, дополнительного реверсивного счетчика 36 с двумя входами: сложения и вычитания, определителя 37 нуля состояния разрядов счетчика 36, схемы 38 НЕ, двух схем 39 и АО совпадения и схемы 41 ИЛИ.

Электронная схема блока 15 (фиг.З временных команд состоит из шести од нопибраторов (СВ) 42-47, четырех линий 48-51 задержки, двух триггеров 52 и 53 с входами установки 1 и О, трех ключей 54-56 и схемы 57 ИЛИ

Для всех ключей, приведенных на фиг.2 и 3, информационными являются те шины (вход и выход), которые имеют прямое продолжение по входу. Так, для ключей 19-22 и 55 и 56 информационными входом и выходом являются

соответственно верхняя и нижняя шины, для ключа 23 - нижняя и верхняя шины, а для ключа 54 - левая и правая шины, Остальные входы ключей являются управляющими . .

В основном реверсивном счетчике 24 записано небольшое число тпд, которому на выходе ЦАП 25 соответствует напря- жение U , равное начальному напряжению 1 с датчика 9 удлинения.

Устройство работает следующим образом.

Один конец образца 8 закрепляют в пассивном зажиме 5, а другой конец, пpoпyD eнный через раздвижной зажим 6, датчик 9 удлинения и ролик 10 закрепляют на грузе 11, который обеспечивает напряжение образца растягиваю- щей нагрузкой. Далее нажимают кнопку Пуск, после чего запускается в работу одновибратор 42 блока 15 временных команд. Импульсом с одновибратора 42 устанавливается в 1 триггер 52, который своим 1 потенциалом запускает в работу регулятор 13 температуры и открывает ключи 54-56, в результате чего н греватель 12 начинает прогревать испытуемый образец 8 (напри- мер, нить). .

Спустя определенное время (десятки секунд - единицы минут), зависящее от типа и размера испытуемого образца 8 и равное временной задержке, получаемой с помощью линии 48 задержки устанавливается в 1 триггер 53. Потенциал 1 с триггера 53 запускает в работу механизм 3 подъема маятника 1. С этого момента начинаются испытания. Достигнув верхней точки, маятник 1 переходит в свободное падение, ударяя ударником 2 по образцу 8. Момент удара фиксируется датчиком 4 положения. Датчик положения посылает

в блок 15 временных команд электрический импульс. Этот импульс, сформированный по амплитуде и длительности одновибраторами 43 и 44,поступает соответственно через открытый ключ 54 в цифровой регистратор 17 и через схему 57 ИЛИ - на управляющие входы генераторных ключей 19 и 20.

По этой команде (поступившей в анализатор 16) осуществляется конт- роль работы раздвижного зажима 6. При этом возможны два случая:

а) Раздвижной зажим 6 работает нормально и проскальзьгоания образца (нити) В нет. В этом случае после

удара сигнал на выходе датчика 9 удлинения не меняется (нет вытягивания нити в пространство между зажимами) . Компаратор 26 не меняет своего состояния, так как сигнал CUg) на выходе ЦАП 25 равен сигналу (Е) с датчика 9 удлинения, а импульс с одновибратора 44 подготовил к работе генераторные ключи 19 и 20, при этом ключ 20 открйт. Импульс с генератора

18увеличивает на единицу состояние основного реверсивного счетчика 24. Появляется дополнительная ступенька напряжения ДП, на выходе НАЛ 25, при этом DO + uUg становится большим, чем to, в результате чего срабатывает компаратор 26, меняя свое состояние на обратное, генераторный ключ 20 закрывается, а генераторный ключ

19открывается. Следующий импульс с генератора 18 вернет схему в исходное состояние, в результате чего выч тется 1 из основного реверсивного счетчика 24, напряжение на выходе ЦА станет равным Ug , а компаратор вернется в первоначальное положение.

б) Раздвижной зажим 6 не держит образец 8. Тогда после удара ударник 2 по образцу (нити) 8 произойдет его вытяжка через раздвижной зажим 6 внутрь пространства между зажимами 5 и 6, при этом груз 11. приподнимается и напряжение на выходе датчика удлинения -9 уменьшится и станет равным Е,. Компаратор 26 изменит свое состояние на обратное. При поступлении импульса С одновибратора 44 открытым теперь будет генераторный ключ 19 и импульсы с генератора 18 через него поступят на шину вычитания основного реверсивного счетчика 24, уменьшая записанное там число т,,. По мере вычитания этого числа наступит момент, когда новое число т будет эквивалентно новому напряжению (и,) на выходе ЦАП 25, равному сигналу (6,) с датчика удлинения. Компаратор 26 переходит в режим переключений, сохраняя неизменным число т в основном реверсивном-счетчике 24. Одновременно импульсы на выходе генераторного ключа 19 поступят через открытый триггерный ключ 21 на вход установки 1 триггера 29, устанавливая его по прямому выходу в 1. С небольшой задержкой, (необходимой для устойчивого переключения триггера 29) импульсы через линию 28 за

/

10

15

20

е м а

и ч-о П 25

а , . 30

35

40

45

50

держки, схему 32 И и схему 35 ИЛИ поступят на вход сложения дополнительного реверсивного счетчика 36. 5 Сработает определитель 37 нуля, блокируя триггер 29 (закрьгеаются триг- герные ключи 21 и 22), при этом в дополнительном реверсивном счетчике 36 запишется то же число, которое одновременно вычиталось из основного реверсивного счетчика 24. К схеме 40 совпадения подключены выходы тех разрядов дополнительного реверсивного счетчика 36, которые в цифровом эквиваленте определяют наступление проскальзывания нити. В этом случае схема 40 совпадения через схему 41 ИЛИ выдает сигнал в блок 15 временных команд. Этот сигнал вернет оба триггера этого блока (52 и 53) в исходное состояние, при этом закроются ключи 54-56 и испытания остановятся.

В случае нормальной работы зажима 6 работа устройства продолжится. Отсутствие сигнала от схемы 40 совпадения вызывает появление на входе исполнительного механизма 7 команды с блока 15 временных команд на открытие активного зажима 6, Эта команда формируется одновибратором 45 после срабатывания линии 49 задержки. Открывается активный зажим 6 и груз 11 выбирает слабину образца (нити) 8, которая образовалась за счет его деформации на участке между зажимами 5 и 6. Напряжение с датчика 9 удлинения увеличится и одновибратор 46 после соответствующей задержки, обусловленной линией 50 задержки, откроет генераторные ключи 19 и 20, В основном реверсивном счетчике 24 произойдет запись величины прибавки напряжения в

цифровом коде. Точно такое же число запишется в дополнительном реверсивном счетчике 36. Схема 39 совпадения проконтролирует величину этой прибавки. Ко входам схемы 39 совпадения подключены выходы тех разрядов дополнительного реверсивного счетчика 36, которые в цифровом эквиваленту задают величину удлинения нити, при котором она теряет свои прочностные свой

зывают -небольшую деформацию образца (нити) 8, то в дополнительном реверсивном счетчике 36 запишется небольшое число и схема 39 совпадения не сработает. В этом случае после не

5136

обходимой задержки одновибратор 47 выдает команду на открытие выходного ключа 23, после чего импульсы генератора 18 поступают в цифровой регистратор 17 и одновременно через схему ЗА ИЛИ на вход вычитания дополнительного реверсивного счетчика 36, в результате чего начинается списывание числа, занесенного в этот счетчик. В момент обнуления дополнительного реверсивного счетчика 36 сработает определитель 37 нуля, закрывая выходной ключ 23, и в цифровой регистратор 17 поступит количество импульсов, которое находилось в дополнительном реверсивном счетчике 36 (так как в цифровой регистратор 17 поступит в цифровом эквиваленте информация о полученном удлинении). Информация о числе ударов и напряжении с датчика 9 удлинения образца поступает на вход регистрирующего прибора 14, где в аналоговой форме вычерчивается кривая испытаний.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания текстильных материалов на удар, содержащее маятник с механизмом подъема и датчиком положения маятника, пассивный и активный зажимы, последний из которых выполнен раздвижным и имеет исполнительный механизм для попеременного взаимодействия с образцом, меха1шзм нагружения образца растягивающей нагрузкой с датчиком удлинения, нагреватель с регулятором температуры, цифровой регистратор и связанный с датчиком положения и удлинения регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено анализатором, шиной Пуск и блоком временных команд, связанным двумя своими выходами и одним входом с анализатором, третьим выходом - с первым входом цифрового регистратора, четвертым выходом - с исполнительным механизмом

пятым выходом - с регулятором температуры, шестым выходом - с механизмом подъема, вторым входом - с шиной Пуск, третьим входом - с датчиком положения маятника, анализатор связан своим третьим входом с датчиком удлинения образца, а вторым выходом - с вторым входом цифрового ре -истратора.

б

0

5

0

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что анализатор выполнен в виде последовательно со.е- диненных генератора, двух генераторных ключе с тремя входами, основного реверсивного счетчика с двумя входами соответственно сложения и вычитания, цифроаналогового преобразователя и компаратора с прямым и инверсным выходами, при этом первые входы генераторных ключей связаны с выходом генератора, вторые - с прямым и инверсным выходами компаратора соответственно, третьи - с первым выходом блока временных команд, выход первого ключа связан с входом сложения, а втХ)рого - с входом вычитания основного реверсивного счетчика и имеет две линии задержки, связанные своими входами с выходами генераторных ключей соответственно, четыре схемы И с двумя входами каждая, при этом вторая и третья схемы связаны своими первыми вхо- 5 дами с первой линией задержки, а

первая и четвертая - с второй линией задержки,-ада триггерных ключа с двумя входами, первыми из которых они связаны с выходами соответствующих rejiepaTqpHbix ключей, триггер, связанный своими входами с выходами триггерных ключей, прямым вькодом - с вторыми входами первой и третьей схем И, а инверсным выходом - с вторыми входами второй и четвертой схем И, дополнительный реверсивный счетчик с входом сложения, входом вычитания и тремя выходами, две схемы совпадения, связанные первыми входами с прямым и .инверсным выходами триггера соответственно, а вторыми - соответственно с первым выходом дополнительного реверсивного счетчика и с вторым выходом последнего, определитель нуля, связанный с третьим выходом дополнительного реверсивного счетчика, схему НЕ, вход которой связан с вы- ходом определителя нуля, а выход - с вторыми входами триггерных ключей, выходной ключ, первым входом связанный с вторым выходом блока временных команд, вторым входом - с выходом генератора, третьим входом - с выходом определителя нуля, а выходом - с вторым входом цифрового регистратора, три схемы ИЛИ, первая из которых двумя своими входами связана с соответствующими выходами схем совпадения, а выходом - с первым входом блока

0

5

0

5

0

5

временных команд, вторая двумя своим

входами связана с выходами первой и второй схем И, а третья двумя своими .входами связана с выходами третьей и четвертой схем И, а выходы второй и третьей схем ИЛИ связаны с входом сложения и входом вычитания дополнительного реверсивного счетчика соответственно,

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок временных команд имеет два триггера, имеющими установку 1 и установку О, шесть одновибраторов, четыре линии задержки, три ключа и одну схему ИЛИ, при этом третий вход блока временных команд связан с последовательно соединенными первым одноБибратором и тремя лшшя ми задержки, первая из которых связана с четвертым выходом блока временных команд через последовательно соединенные второй одновибра- тор и первый ключ, вторая линия за

8

держки через последовательно соединенные третий одновибратор и схему I-irni связана с первым выходом блока, третья линия задержки через четвер- тый одНовибратор и второй ключ связана с вторым выходом блока временных команд, третий вход которого через последовательно соединенный пятый од- новибратор и третий ключ связан с

первым входом цифрового регистра, шина Пуск подключена к шестому одновибратору, выход которого связан с входом четвертой линии задержки и входом установки 1 первого триггера, выход последнего связан с вторыми входами трех ключей и пятым выходом блока временных команд, выход чет- вертой линии задержки связан с входом установки 1 второго триггера, выход которого связан с шестьм выходом блока временных команд, а входы установки О обоих триггеров связаны с первым входом блока временных ко- манд.

жьФг/й. 2

Фие.З

Редактор А.Ревин

Составитель В.Чернов Техред Л.Сердюкова

Заказ 6393/30 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания текстильных материалов на многократные ударные нагрузки. Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения контроля за работой зажимного элемен-. та, связанного с образцом. В устрой- ство введены блок 15 временных команд, анализатор 16 и цифровой регистратор 17. Образец 8 в. виде нити закреплен одним концом в пассивном захвате 5, а другим - в активном захвате 6, выполненном раздвижным. Образец 8 подвергают растяжению грузом 11, удару маятником 1 и нагреву нагревателем 12. В момент удара анализатор 16 контролирует наличие или отсутствие проскальзывания образца 8 в раздвижном захвате 6 и величину его остаточного удлинения и в зависимости от полученного результата через блок 15 временных команд задает дальнейший режим испытания. Кривую испытаний в аналоговой форме получают применение м регистрирующего прибора 14. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. i О) со О5 СО О О сл