Тензометрическое устройство Советский патент 1980 года по МПК G01B7/16 

1

Изобретение, относится к измери тельной технике, в частности к измерению линейных размеров.

Известно устройство, содержащее резистивный мост, усилитель, ;17 -разрядный реверсивный счетчик, включенные, в измерительную диагональ моста, и генератор 1.

Недостатком данного устройства является невысокое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являет;ся тензометрическое устройство, содержащее резистивный мост, противоположные плечи которого образованы тензодатчиком и набором уравновешивающих резисторов с ключами, последовательно включенными в измерительную диаГональ моста, дифференциальный усилитель, вентиль, интегратор с обнуляющим входом, первую схему сравнения и блок автоматического уравновешивания, подключенный входами к управляющим входам ключей 2,

Однако этого устройство имеет предел увеличения быстродействия вследствие внешнего тактирования схемы с периодом, рассчитанным на самый малый сигнал разбаланса.

Цель изобретения - увеличение быстродействия работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено второй схемой сравнения, подключенной к выходу интегратора, схемой ИЛИ, к первому входу которой подключен выход первой схемы сравнения и первый вход перекомпенсации блока автоматического уравновешивания, ко второму входу которой подключен выход второй схемы сравнения и второй вход перекомпенсации блока автоматического уравновешивания, а выход соединен с управляющим входом вентиля, обнуляющим входом интегратора и третьим входом блока автоматического уравновешивания, а также блоком порога, подключенным ко вторым входам схем сравнения.

На чертеже изображена блок-схема .устройства.

Тензометрическое устройство содержит резистивный мост, плечи которого образованы тензодатчиком 1, резисторами 2 и 3 и набором уравновешивающих резисторов с ключами , последовательно 30 включенные в измерительную диагональ моста дифференциальный усилитель 6, вентиль 7, интегратор 8 и первую схему 9 сравнения, блок 10 автоматического уравновешивания, подключенный к управляющим входам ключей 5 -5 , вторую схему 11 сравнения, подключенную к выходу интег.ратора 8, схему ИЛИ 12, к первому входу которой подключен выход первой схемы 9 сравнения и первый вход перекомпенсации блока 10 автоматического уравновешивания, а ко второму подключен выход второй схемы 11 сравнения и второй вход перекомпенсации блока 10 автоматического уравновешивания, выход схемы ИЛИ 12 соединен с управляющим входом вентиля 7, третьим входом блока 10 автоматического уравновешивания, а также блок 13 порога, подключенный ко вторым входам схем сравнения 9 и 11.

Устройство работает следующим образом.

При наличии разбаланса моста, вызванного изменением сопротивления тензодатчика 1, пусковой импульс записывается в счётчик блока 10 автоматического уравновешивания, который через ключ 5 подключает резистор 4 в цепь моста. Одновременно при включении вентиля 7 на входе интегратора 8 образуется прямоугольный импульс, равный усиленной aмпJIИтyдe разбаланса моста и амплитуде шумов. Далее этот импульс поступает на вход фильтра, составленного из интегратора 8 и схем 11 и 9 сравнения с положительным и отрицательным порогами соответственно. Фильтр служит для приема видеоимпульсов в условиях помех. Схемы 9 и 11 сравнения осуществляют сравнение пилообразных сигналов с установленными блоком 13 положительным и отрицательным пороговыми напряжениями. Если после подключения первого (очередного) уравновешивающего резистора имеется недокомпенсация, .то импульсы на выходе интегратора 8 начинают нарастать в положительную сторону со скоростью тем большей, чем .больше разбаланс моста. Сравнение пилорбразного положительного напряжения с пороговым схемой 11 происходит тем раньше, чем больше разбаланс моста,

.Импульс сравнений из 11 приходит через схему ИЛИ 12 и поступает в качестве тактового импульса (импульса обнуления) на вентиль 7, интегратор 8 и блок 10 автоматического уравновешивания, оставляя включенным резистор, первого (предыдущего) разряда и включая ключ и резистор второго (следующего) разряда. При наличии перекомпенсац1 и на очередном такте уравновешивания напряжение на выходе интегратора 8 начинает нарастать в отрицательную сторону и при превышении порогового отрицательного напряжения срабатывает схема 9 сравнения. Импульс сравнения из схемл 9 проходит также в качестве тактового импульса через схему ИЛИ 12 на вентиль 7, интегратор 8 и блок 10 автоматического уравновешивания, прекращая очередной такт накопления энергии импульса на интеграторе 8 и подключая резистор второго (следующего.) разряда. Одновременно импульс с выхода схемы 9 сравнения поступает на первый вход перекомпенсации блока 10 автоматического уравновешивания, который отключает резистор первого (предыдущего) разряда. Балансировка устройства происходит за меньшее время, так как при больших сигналах разбаланса вследствие большой энергии сигнала периоды накопления энергии уменьшены и сделаны обратно пропорциональными амплитуде разбаланса. Блок 13 выработки пороговых напряжений может создавать не только постоянные пороговые напряжения во время такта уравновешивания, но и переменные, например увеличивающиеся по линейному закону от момента переключения уравновешивгиощих резисторов. Данный закон изменения пороговых напряжений позволяет использовать для уравновешивания не только установившийся режим работы устройства, но и начальные моменты при переключениии уравновешивающих резисторов

Таким образом, быстродействие устройства увеличивается, так как в начальный момент при малом пороговом напряжении (меньшем, чем стационарное пороговое напряжение) процесс сравнения полезного сигнала и порога наступает быстрее.

Формула изобретения

Тензометричес1 ое устройство, содержащее резистивный мост, противоположные плечи которого образованы тензодатчиком и набором уравновешивающих резисторов с ключами, последовательно включенными в измерительную диагональ моста, дифференциальный усилитель, вентиль, интегратор с обнуляющим входом, первую схему сравнения и блок автоматического уравновешивания, подключенный выходами к управляющим входам ключей, отличающеео я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно снабжено второй схемой сравнения, подключенной к выходу интегратора, схемой ИЛИ, к первому входу которой подключен выход первой схемы сравнения и первый вход перекомпенсации блока автоматического уравновешивания, ко второму входу которой подключен выход второй схемы сравнения и второй вход перекомпенсации блока автоматического уравновешивания, а выход соединен d управляющим входом вентиля, обнуляющим входом интегратора и третьим входом блока автоматического уравновешивания.

а также блоком порога, подключенным ко вторым входам схем сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское.свидетельство СССР 220354, кл, С 01 R 17/10, 1966,

2.Авторское свидетельство СССР 561082, кл. С 01 В 7/18, 1974 (прототип).