Устройство для измерения динамических деформаций в условиях воздействия электромагнитных помех Советский патент 1989 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к устройствам для измерения динамических дефор- I маций с помощью тензометрических дат- I чиков и может быть использовано для

измерения в условиях воздействия на I датчики электромагнитных помех.

Цель изобретения - повьш1ение точ- I ности за счет уменьшения влияния из- менения сопротивления линии связи

вследствие ее замены или воздействия : влияющих факторов.

Поставленная цель достигается введением двух прецизионных резисторов, каждый из которых одним концом соединен с одним из проводов линии связи, а другим концом - с общей точкой соответствующего резистора и разделительного конденсатора, трансфор- матора с одной первичной и двумя вторичными обмотками, сдвоенного аттенюатора с двумя механически соединенными переключателями поддиапазонов и двумя наборами масштабных ре- энсторов, источника контрольного напряжения и стабилизатора тока, выполнением переключателя режима работы с дополнительной парой нормаль но замкнутых контактов, включе нной межд одним из концов первичной обмотки трансформатора и одной из шин первог

5

5

аттенюатора, соединением другой шины первого аттенюатора с другим концом первичной обмотки трансформатора, источника контрольного напряжения - с обеими шинами первого аттенюатора, соответственным соединением шин второго аттенюатора с одним из входов и выходом оперативного усилителя, подключением каждой из вторичных обмоток трансформатора к обоим концам соответствующего прецизионного резистора, а стабилизатора тока - между свободным концом переключателя и свободной точкой источника питания.

На чертеже представлена схема уст ройства.

Устройство для измерения динамических деформаций в условиях воздействия электромагнитных помех содержит тензорезистор , 1 с двумя выводами, двухпроводную линию 2 связи, соединенную с выводами тензорезистора 1, дифференциальньй усилитель 3 с двумя входами, двумя выходнами и цепью 4 регулировки коэффициентов усиления обоих каналов дифференциального усилителя 3, операционный усилитель 5 с двумя входами, coeдинeнны да с выходами дифференциального усилителя 3, два последовательно соединенных

3

источника 6 и 7 питания, общая точка которых соединена с нулевой шиной

обоих усилителей 3 и 5, два разделительных конденсатора 8 и 9, каждый из которых соединен с одним из входов дифференциального усилителя 3, два резистора 10 и 11, каждый из которых соединен со свободным концом одного из разделительных конденсаторов 8 и 9, два шунтирующих конденсатора 12 и 13, каждый из которых одним концом соединен с нулевой шиной усилителей 3 и 5, а другим концом - со свободным концом одного из резисторов 10 и 11, и переключатель 14 режима работы с одной парой нормаль- ,но замкнутых контактов 15 и двумя парами нормально разомкнутых контактов 16 и 17, каждая из которьк одним концом соединена с общей точкой соответствующих резистора 10 или 11 и шунтирующего конденсатора 12 или 13, а одна из пар 16 одним контактом соединена с крайней точкой одного из источников 6 питания, два прецизионных резистора 18 и 19, каждый из котрых одним концом соединен с одним из проводов линии 2 связи, а другим

чатель переводится в положение К

концом - с общей точкой соответствую- г,

Ю - контроль;, при этом потенциометрищих резистора 10 или 11 и разделитель ного конденсатора 8 или 9, трансформатор 20 с одной первичной 21 и двумя вторичными 22 и 23 обмотками, сдвоенный аттенюатор с двумя механически соединенными переключателями 35 24 и 25 поддиапазонов и двумя наборами 26 и 27 масштабных резисторов, источник 28 контрольного напряжения и стабилизатор 29 тока, пара нормально замкнутых контактов 15 включена между 40 одним из концов первичной обмотки 21 трансформатора 20 и одной из шин первого аттенюатора, соединенной с набором 27 масштабных резисторов, другая шина этого аттенюатора, соединенная 45 с переключателем 25, подключена к другому концу первичной обмотки 21, источник 28 контрольного напряжения соединен с обеими шинами первого аттенюатора, шины второго аттенюатора соединены соответственно с одним из входов и выходом операционного усилителя 5, каждая из вторичных обмоток 22 и 23 подключена к обоим концам соответствующего прецизионного резистора 18 и 19, а стабилизатор 29 тока включен между крайней точкой источника 7 питания и соответствующим нормально разомкнутым контактом 17,

ческая схема отключается от источника 6 (7) питания, и на входы дифференциального усилителя 3 последовательно с тензорезистором 1 через трансформатор 20, пару нормально зам кнутых контактов 15 и набор 27 резисторов от источника 28 контрольного напряжения подается контрольный сигнал, соответствующий определенному (например, 80-90°/о от верхнего предела измерений устройства на данном поддиапазоне) уровню выходного напряжения тензометрического устройства. .

50

Значение этого контрольного сигнала на выходе устройства фиксируется в градуировочном паспорте аппаратуры. После установки аппаратуры на стенде или на объекте и соединения ее через рабочие соединительные линии с установленными на деталях машины тензорезисторами до начала эксперимента или в процессе самого экспери- 55 мента, когда допускается прерывание процесса измерения, таким же образом, как при градуировке, подается контрольный сигнал и фиксируется его зна-

2

чение V на выходе прибора, которое

А531644

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксперимента переключатель 14 с Механически связанными между собой парами контактов 15-17 устанавливается в положение Р (работа). Измерительное устройство градуируется при помощи камер- Q тонного градуировочного устройства с наклеенным на его камертон тензо- резистором 1 и с соединительными линиями 2, сопротивлением которых с точки зрения вносимой ими погрешности в результат измерения можно пренебречь. При этом питание потенцио- метрической схемы с тензорезистОром производится через пару нормально замкнутых контактов 16 и 17 переключателя 14 от двух источников 6 и 7 постоянного тока, а установка необходимого назначения тока через тензо- резистор 1 и автоматическое поддержание величины этого тока в процессе 25 градуировки и измерений осуществляется с помощью электронного стабилизатора 29 тока.

По окончании градуировки переклю15

20

чатель переводится в положение К

г,

ческая схема отключается от источника 6 (7) питания, и на входы дифференциального усилителя 3 последовательно с тензорезистором 1 через трансформатор 20, пару нормально замкнутых контактов 15 и набор 27 резисторов от источника 28 контрольного напряжения подается контрольный сигнал, соответствующий определенному (например, 80-90°/о от верхнего предела измерений устройства на данном поддиапазоне) уровню выходного напряжения тензометрического устройства. .

35 40 45

50

Значение этого контрольного сигнала на выходе устройства фиксируется в градуировочном паспорте аппаратуры. После установки аппаратуры на стенде или на объекте и соединения ее через рабочие соединительные лини с установленными на деталях машины тензорезисторами до начала эксперимента или в процессе самого экспери- 55 мента, когда допускается прерывание процесса измерения, таким же образом как при градуировке, подается контрольный сигнал и фиксируется его зна

2

чение V на выходе прибора, которое

з4 счет влияния сопротивления соединительных линий меньше сигнала V . В результате деления контрольногф напряжения ла

на значение сигнаV получают поправочньм коэффициК ,

еят К на который умножают результат измерения для получения С рободных от ошибок, обусловленных любыми изменениями сопротивления соединительных линий, данных. Величина сопротивления прецизионных резисторов лежит в пределах 0,5-1,0 Ом, их влияние на коэффициент передачи аппаратуры при градуировке и в процессе измерений совершенно одинаково (не превьщает 0,5 /о), и поэтому в: ;л1очеиие их в схему какой-либо пог- p SmfrocTH в результате измерений не Е:гюсит.

Для симметрирования входных цепей твнзометрического устройства конт- р эльный сигнал в потенциометрическую измерительную схему вводится через два прецизионных резистора 18 и 19 и две совершенно одинаковые обмотки 22 и 23 трансформатора 20.

I Для удобства корректировки ре- зЬ льтатов измерения деформаций по ивменениям сопротивления соединитель- щах линий сопротивления набора 26 резисторов аттенюатора измерительных п1оддиап11зонов, с помощью которого из- t- еняется коэффициент усиления опера- iJiKOHHoro усилителя 5, и сопротивле- н|ия набора 27 резисторов аттенюатора источника 28 контрольного напряже- подобраны таким образом, что ве- л|ичина контрольного сигнала на вы- хЬде устройства при градуировке, когда сопротивлением проводов линий можно пренебречь, на всех измерительных поддиапазонах устройства сохра- Ц1яет строго постоянное значение,

Использование предлагаемого уст- pioucTBa для измерения динамических деформаций позволит существенно повысить достоверность оценки динамической (вибрационной) прочности тензо- MeT pHpyei fi.ix деталей машин,,

1 ормула изобретения

Устройство для измерения динамических деформаций в условиях воздействия электромагнитных помех, содер- .щее тенэорезистор с двумя выводами, двухпроводную линию связи, соединенную с выводами тензоразистора.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дифференциальный усилитель с двумя входами, двумя выходами и цепью регулировки коэффициентов усиления обоих каналов дифференциального усилителя, операционный усилитель с двумя входами, соединенными с выходами дифференциального усилителя, два последовательно соединенных источника питания, общая точка которых соединена с нулевой шиной обоих усилителей, два разделительных конденсатора, каждый из которых соединен с одним из входов дифференциального усилителя, два резистора, каждый из которых соединен со свободным концом одного из разделительных конденсаторов, два шунтирующих конденсатора, каждый из которых одним концом соединен с нулевой шиной, а другим концом - со свободным концом одного из резисторов, и переключатель режима работы с двумя парами нормально разомкнутых контактов, каждая из которых одним контактом соединена с общей точкой соответствующих резистора и шунтирующего конденсатора, а одна из пар одним контактом соединена с -крайней точкой одного из источников питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния изменения сопротивления линии связи вследствие ее замены или воздействия влияющих факторов, оно снабжено двумя прецизионными резисторами, каж,цый из которых одним концом соединен с. одним из проводов линии связи, а другим концом - с общей точкой соответствующих резистора и разделительного конденсатора, трансформатором с одной первичной и двумя . вторичными обмотками, сдвоенным аттенюатором с двумя механически соединенными переключателями поддиапазонов и

двумя наборами масштабных резисторов,

I-

источником контрольного напряжения

и стабилизатором тока, переключатель резвима работы вьшолнен с дополнительной парой нормально замкнутых контактов, включенной между одним из концов первичной обмотки трансформатора, и одной из шин первого аттенюатора, другая йшна первого аттенюатора сс единена с другим концом первичной обмотки трансформатора, источник контрольного напряжения соединен с обеими шинами первого аттенюатора, шины второго аттенюатора соединены соответственно с одним из

14531648

входов и выходом операционного уси- го резистора, а стабилизатор тока лителя, каждая из вторичных обмоток включен между свободным контактом трансформатора подключена к обоим переключателя и свободной точкой не- концам соответствующего прецизионно- .. точника питания .

Изобретение относится к устройствам для измерения динамических деформаций с помощью тензометрических датчиков. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния изменения сопротивления линии связи из-за ее замены или воздействия влияющих факторов. Это достигается введением двух прецизионных ре