Тензометрическое устройство Советский патент 1993 года по МПК G01B7/16 

О-

Изоб|эетение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет повышения помехоустойчивости при действии импульсных помех..

Блок-схема устройства прёдстаэлена на чертеже.

Тензометрическсе устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, источник 2 импульсного питания, тензомост 3. измерительный усилитель 4, управляемый усилитель 5, синхро- детектор б, сигнальный вход которого соединен с информационными входами первого 7 и второго 8 блоков выборки-хранения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму опорным входам блока 9 компараторов. Выход измерительного усилителя 4 соединен с сигнальным входом блока 9 компараторов, выход которого подключен к управляющему входу управляющего .усилителя 5, Управляющие входы блока 9 компараторов, синхродетек- тора 6, первого 7 и второго 8 блоков аыбор- ки-хра,нения соединены с управляющей шиной задающего генератора 1.

Блок 9 компараторов содержит компараторы 10 и 11,выходы которых объединены и подключены к одному входу триггера 12, другой вход которого является управляющим входом блока 9 компараторов, при этом выход триггера 12 является выходом блока 9 компараторов. Неинверсный вход компаратора 10 соединен с инверсным входом компаратора 11 и служит сигнальным входом блока 9 компараторов, первым опорным входом которого является неин- верскый вход компаратора 11, а вторым опорным входом служит инверсный вход компаратора 10.

Управляемый усилитель 5 содержит последовательно включенные токозадающие резисторы 13, 14, один вывод которых соединен с управляющим входом регулируемого операционного усилителя 15, а другой вывод подключен к источнику постоянного напряжения Ер. Параллельно резистору 13 включен ключевой элемент 16, управляющий вход которого является управляющим входом управляемого усилителя 5, Сигнальным входом и входом управляемого усилителя 5 являются соответственно сигнал-ьный вход и выход регулируемого операционного усилителя 15. Второй 8 блок выборкм-хране- ния содержит .ключевые элементы 17- 18, входы которых обьединены и подключены к информационному входу второго 8 блока выборки-храмений, Управляющие входы

ключевых элементов 17, 18 являются управляющими входами второго 18 блока выборки-хранения. Выходы ключевых элементов 17, 18 через конденсаторы 19, 20 соответст енно .соединены С общей шинО:й и через повторители 21. 22 напряжения соединены с входами лолусумматора 23, выход :ото|эо- го через аттенюагор 24 под|слючен к выходу второго блока 8 выборки-хранения. Первый

блок 7 выборки-хранения аналогичен по устройству второму блоку 8 выборки-хранения. , , . ; : :. - . ,.

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

Импульсный сигнал с задающего выхода задающего генератора 1 подается на вход источника 2 питания, формирующего двухполярное импульсное напряжение для питания тензомоста 3. Сигнал с выхода тензомоста 3, п редста вл я ющий собОЯ аддитив- ную смесь двухг1олярного импульсного напряжения несущей частоты и наведенной на входных цепях импульсной помехи, усиливается измерительным усилителем 4 и подается на сигнальны.е входы блока 9

компараторов и управляемого усилителя 5. В течение времени нарастания фронтов импульсов как положительных, так и отрицательных, ключевой элемент 16 включен, и

выходное напряжение управляемого усилителя 5 изменяется с максимальной скорр стью нарастания. определяемой параметрами регулируемого операционного усилителя 15. В моменты времени, когда

текущее значение напряжения как полржи- тельных, так и отрицательных импульсов на сигналом входе блока 9 компараторов достигнет опорных уровней, соответственно, положительной и отрицательной полярностей ключевой элемент 16 выключается, и максимальная скорость нарастания выходного напряжения скачком уменьшается. По окончании каждого импульса (положительного или отрицательного) короткими импульсами триггер 12 блока 9 компараторов устанавливается в положение, при котором ключевой элемент 16 включен, и процесс нарастания фронта до опорногО;Уровня повторяется. Параметры резисторов 13,14 выбираются таким образом, чтобы выходное напряжение управляемого усилителя 5 после изме.нения, его максимальной скорости нарастания в конце каждого импульса успевало достичь амплитудного значения. В синхродетекторе 6 происходит изменение только этих амплитуд и их весовое суммиро- &ание по специальному алгоритму, поэтому уменьшение максимальной скорости нарастания не отразится на результатах р э6оты синхродетектора 6. в то вромя x.i. импуль.сные помехи, скорость нарастания которых больше установленной, сильно ослабляются. . ,,...,Опорные уровни напряжений пол(ржи тельной и отрицательной полярностей, при которых происходит переключение максимальной скорости ндрастания выходного напряжения управляемого усилителя 5, периодически вырабатываются в идентичных по устройству и работе блоках 7, 8 выборки- хранения. Блок выборки-храненийработает с отрицательными импульсами сигнала несущей частоты, блок 8 выборки-хранения с положительными. Величины опорных уровней напряжений пропорциональны среднеарифметическому значению запомненных амплитуд предыдущих импульсов Соответствующей полярности. 8 общем случае число предыдущих импульсов, запомненные амплитуды которых учитываются в одном цикле запоминания, для каждой полярности может быть равно п. На чертеже приведен вариант исполнения тензометри- ческого устройства для случая . В блоке 8 рыборки-хранёния по сигналам управле- ния от задающего генератора 1 открыванзт- ся ключевые элементы 17. 18, и на емкостях Т9, 20 запоминаются амплитуды двух следующих друг за другом импульсов положительной по-лярно.сти, предшествующих

текущему импульсу. Запомненные зна-че1 ич амплитуд в виде напряжений пода отся через; повторители 21, 22 напряжений на полусумматор 23. выходное напряжение которого, равное полусумме запомненных амплитуд через аттенюатор 24 подается нз второй/опорный вход блока 9 компараторов. Выходное напряжение блока 7 выборки- хранения otpицaтeльнoй полярности подается на первый опорный вход блока 9 компараторов. Для срабатывания блрка 9 компараторов необходимо, чтобы величины опорных напря кений на первом и втором опоркгых входах не превышали по абсолютной величине амплитуды текущего импульса. Это достигается выбором значения

.коэффициента передачи аттенюаторов 24 несколько меньшим единицы. Оптимальное значение коэффициента передачи аттенюаторов 24 в блоках 7, 8 выборки-хранения определяется в зависимости от скорости изменения огибающей импульсного напряже : ния несущей частоты и имеет конкретное значение в каждом случае использования тензометрического устройства.

(56) Авторское свидетельство СССР №344262, кл.С 01 В 7/16, 1970.

Авторское свидетельство СССР №974105. кл. G 01 В 7/16, 1980.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций. Целью изобетения .является повышение точности измерений. Импульсный сигнал с выхода задающего генератора 1 лоступает на вход источника 2 литания, формирующего двухлолярное импульсное напряжение литания тензомоста 3. Сигнал с тешомрста 3, представляющий собой смесь полезного сигнала с и ипульсной помехой,; подается через измерительный усилитель 4 на сиг- .нальные входы блока 9 компараторов и управляемого усилителя 5. В течение времени нарастания фронтов (положительных и отрицательных) импульсов выходное напряжение усилителя 5 изменяется с максимальной скоростью нарастания. В моменты времени, когда текущие значения импульсов на сигнальном входе блока 9 компараторов достигнут опорных уровней, подаваемых с блоков 7, 8 выборки-хранения, . максимальная скорость нарастания выходного напр.чжения на выходе усилителя 5 скачком уменьшается. В синхродетекторе б происходит измерение амплитудных сигналов с выхода усилителя 5. Опорные уровни положительной и от- рицательно.й полярностей формируютсн соответст- вешю в блоках 8 и 7 выборки-хранения. Величины опорных уровней напряжений пропорциональны феднеарифмет еским значениям заполненных амплитуд предыдущих импульсов соответствующей полярности. На чертеже приведен вариант запоминания двух следующих друг за другом импульсов. 1 ил.-

Формул а изобретения

ТЕНзомЕТРичЕскоЕ УСТРОЙСТВО;

содержащее цепь из последовательно соединенных задающего генератора, источника питания, тензомоста, измерительного усилителя, Синхродетектор, управляющий вход которого подключен к управляющей шине задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, оно снабжено управляемым усилителем, первым и вторым блоками вы- :бОрки - хранения, блоком компаратор(1в. выход измерительногаусилителя соединен

25 с сигнальным входом блока компараторов и через управляемый усилитель - с входом синхродетектора и с информационными входами первого и второго блоков выборки - хранения, управляющие входы которых

40 прдключень к управляющей шине задающего генератрра, выходы - соответственно к первому и второму опорным входам блока компараторов, выход последнего соединен с управляющим входом управляемого

45 усилителя, а управляющий вход блока компараторов подключен к управляющей шине задаюдцего генератора,