Тензометрическое устройство с автоматическим регулированием коэффициента преобразования Советский патент 1991 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, к средствам контроля деформации различных объектов.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет регулировки коэффициента преобразования устройства перед измерением и периодической коррекции в процессе измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - диаграмма напряжений на входе регистратора; на фиг.З - схема блока управления.

Тензометрическое устройство содержит последовательно соединенные тензо- датчик 1, дифференциальный усилитель 2, балансирующий усилитель 3, программируемый усилитель 4, компаратор 5. ключ 6, переключатель 7, ключ 8, запоминающий конденсатор 9, компенсирующий усилитель 10,схему 11 выборки и хранения, в которую входят последовательно соединенные компенсирующий усилитель 10, ключ 8, запоминающий конденсатор 9. Выход схемы 11 выборки и хранения соединен через переключатель 7 с балансировочным входом балансирующего усилителя 3.

Устройство содержит также калибровочный резистор 12, связанный через ключ 6с входом дифференциального усилителя 2, блок 13 управления. Первый вход компаратора 5 связан с выходом программируемого усилителя 4, второй вход соединен с выходом источника 14 опорного номинального напряжения, а выход- с блоком 13 управления. Вход блока 13 связан с выходом генератора 15 тактовых импульсов, а выходы - с управляющими входами ключей 6 и 8, переключателя 7. программируемого усилителя 4. Устройство содержит регистратор 16, вход которого связан с выходом программируемого усилителя 4.

Блок 13 управления состоит из триггеров 17 и 18, схем И 19,20, схемы ИЛИ 21 и счетчика 22, переключателя 23, переключением которого осуществляется установка в рабочее состояние триггера 18. Триггер 17 служит для подавления дребезга контактов переключателя 16 и одновременно управляет состоянием ключа 8. который переводит схему 11 выборки и хранения в режим вы борки. Схема И 19 разрешает прохождение счетных импульсов от генератора 15 на счетчик 22, выходной код которого управляет состоянием программируемого усилителя 4. Схема И 20 управляет состоянием ключа 6, который подключает к диагонали моста калибровочный резистор 12. Схема ИЛИ 21 управляет состоянием переключателя 7, который отключает схему от дифференциального усилителя после того, как

триггер 18 возвращается в исходное состояние по сигналу, поступившему от компаратора 5.

Устройство работает следующим образом.

Тензодатчик 1 преобразует механическое воздействие в электрический сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 2, балансирующим усилителем

3, программируемым усилителем 4 и регистрируется регистратором 16.

По команде блока 13 управления в момент времени ti замыкается ключ 8, переключатель 7 соединяет выход схемы 11

выборки и хранения с балансировочным входом балансирующего усилителя 3, Компенсирующий усилитель 10 отслеживает напряжение так, что на входе программируемого усилителя 4 устанавливается нулевой потенциал с точностью до напряжения смещения нуля компенсирующего усилителя 10,

В момент времени t2 размыкается ключ 8 и схема 11 выборки и хранения переходит

в режим хранения. Замыкается ключ 6 и на вход программируемого усилителя 4 поступает калибровочное воздействие, равноценное воздействию на датчик номинального механического воздействия.

В момент времени t2 блок 13 управления устанавливает минимальный коэффициент усиления программируемого усилителя 4 и начинает его постепенно увеличивать до тех пор, пока напряжение на выходе программируемого усилителя 4 не сравняется с уровнем источника 14 опорного номинального напряжения Don

В момент времени хз компаратор 5 выдает сигнал на блок 13 управления об окончании процесса регулирования Блок 13 управления в момент времени t3 переводит устройство в режим измерения: размыкается ключ 6, переключатель 7 замыкается на землю.

Таким образом, на тензометрическом

устройстве устанавливается номинальный коэффициент преобразования. В процессе эксплуатации возможен дрейф коэффициента преобразования, который устраняется

с помощью процесса периодической коррекции.

Формула изобретения

1. Тензометрическое устройство с автоматическим регулированием коэффициента преобразования, содержащее последовательно соединенные заземленный тензодатчик, дифференциальный и балансирующий усилители, калибровочный

резистор, второй вывод которого заземлен, а первый подключается с помощью первого ключа параллельно заземленному плечу тензомоста, компенсирующий усилитель, запоминающий конденсатор, второй вывод которого заземлен, генератор тактовых импульсов, первый и второй ключи, регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено программируемым усилителем, вход которого соединен с выходом балансирующего усилителя, а выход - с входом регистратора, компаратором, первый вход которого соединен с выходом программируемого усилителя, а второй вход - с выходом заземленного источника номинального напряжения тензометришского устройства, первым переключателем, первый вывод которого соединен с балансировочным входом балансирующего усилителя второй вывод - с первым выводом запоминающего конденсатора, а третий вывод - с общей шиной, причем вход компенсирующего усилителя соединен с выходом балансирующего усилителя, второй вход заземлен, а выход через второй ключ связан с первым выводом запоминающего конденсатора.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит два триггера, две схемы И, второй переключатель, схему ИЛИ и счетчик, выходы которого связаны с управляющими входами программируемого усилителя, счетный вход с выходом первой схемы И, а R-вход - с прямым выходом первого триггера. D-входом второго триггера, вторым входом схемы ИЛИ и управляющим входом второго ключа, первый вывод второго переключателя - с S-вхо- дом первого триггера, второй вывод - с R-входом первого триггера, а третий вывод заземлен, причем на управляющий вход второго переключателя поступает внешний управляющий импульс, а инверсный выход первого триггера связан с R-входом второго триггера и с первым входом второй схемы И, выход которой связан с управляющим входом первого ключа, а второй вход - с инверсным выходом второго триггера и первым входом первой схемы И, второй вход котрой связан с выходом генератора тактовых импульсов, причем С-вход второго триггера связан с выходом компаратора, прямой выход - с первым входом схемы ИЛИ, выход которой связан с управляющим входом первого переключателя.

Изобретение относится к измерительной технике, к средствам контроля деформации объектов электрическими методами. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет регулировки коэффициента преобразования устройства перед измерением и периодической коррекции в процессе измерения. По команде блока 13 управления замыкается ключ 8, переключатель 7 соединяет выход схемы 11 выборки и хранения с балансировочным входом балансирующего усилителя 3. Компенсирующий усилитель 10 отслеживает напряжение так, что на входе программируемого усилителя 4 устанавливается нулевой потенциал. Ключ 8 размыкается, и схема 11 переходит в режим хранения, замыкается ключ 6 и на вход программируемого усилителя 4 поступает калибровочное воздействие, блок 13 управления устанавливает коэффициент усиления программируемого усилителя 4 и переводит устройство в режим измерения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

О

t2

з

Фиг. 2

/J

Нам. 6

И а перекл. 1

На KJJ. 8

НаПУ4

ФмЗ