Тензометрическое устройство Советский патент 1981 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерите ной технике, в частности к устройствам для измерения деформации. Известно тензометрическое устрой ство, содержащее электрический глост с тензорезистором в одном из плеч, и управляемую проводимость, шунтирующую одно из плеч моста 1, Недостатком этого устройства; является то, что оно автоматическую балансировку производит только по одной составляющей в одном плече. Известно также тензометрическое устройство, содержащее йоследовательно соединенные генератор несущей частоты, измерительную мостовую схему и усилитель, к выходу которог подключены две цепи балансировки по реактивной и активной составляю щим, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фазочувствительного выпрямителя, соеди ненного с генератором несущей часто ты, и схемы уравновешивания, первые выходы которой соединены со входгими измерительной мостовой схемы 2 , Уравновешивание данной измерительной мостовой схемы производится изменением комплексной величины сопротивления одного знака, что ограничивает функциональные возможности и снижает точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, чти устройство снабжено двумя схемами анализа по активной и реактивной составляющим, включенными в соответствующие цепи балансировки и соединенными входами с выходами фазочувствительного выпрямителя, а выходами - со вторыми входами схемы уравновешивания,, и выходы схем уравновешивания в каждой цепи балансировки соединены со вторыми входами схем анализа, блоком изменения направления компенсации, входы которого соединены со вторыми выходами схем анализа, а выход подключен к третьим входам схем уравновешивания, и .схемой задержки, на вход которой подключен третий выход схемы уравновешивания по реактивной составляюией, выход схемы задержки подключен к четвертому входу схемы уравновешивания по активной составляющей.. На чертеже изображена блок-схема тензометрического устройства. , Устройвтво содержит последователь- . но соединённые генератор 1 несущей .

частоты, измерительную мостовую схему 2, усилитель 3, к выходу которого подключены две цепи балансировки по реактивной и активной составляющим, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фазочувствительного выпрямителя 4 и 5,схем б и 7 анализа, схемы 8 уравновешивания по реактивной составляющей и схемы 9 уравновешивания по активной составляющей, схему 10 задержки, подключенную на выход схемы 8 уравновешивания и блок 11 изменения направлени компенсации, подключенный на входы схем 8 и 9 уравновешивания.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 несущей частоты запитывает измерительную мостовую схему 2. Перед измерением мостовая схема 2 балансируется на нуль по активной и реактивной составляющим, дл чего производится запуск схемы 8 уравновешивания по реактивной составляющей. Одновременно сигнал запуска подается и на схему 10 задержк где он задерживается на время работы схемы 8 уравновешивания по реактивной составляющей. Уравновешивание мостовой схемы 2 по двум составляющи производится раздельно, поразрядно. Первоначальный разбаланс мостовой схемы 2 имеет .знак недокомпенсации или перекомпенсации. Схема 8 уравновешивания по реактивной составляющей производит балансировку мостовой схемы 2 по реактя1вной составляющей. Напряжение небаланса мостовой схеьш 2 подается на усилитель 3.

Опорные напряжения на выпрямители 4 и 5 подаются от генератора 1 и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°. Логический сигнал с выпрямителя 4 подается на схему б анализа и схему 8 уравновешивания по реактивной составляющей.. Прибалансировке регулируемой величины последовательно задают конечные приращения. ЕСЛИ после задания приращения знак отклонения от состояния равновесия остается прежним, то регулируемой величине задают новое приращение. Если же после сделанного приращения знак отклонения изменяется, то выпрямитель 4 выдает логический сигнал на схему 8 уравновешивания по реактивной составляющей и она устанавливает первоначальное значение регулируемой величины, пос.ле чего задает новые прираодения. Процесс балансировки продолжается до включения регулируемой величины последнего разряда. В случае, если при последовательном включении регулируемых элементов (на чертеже не показаны) знак отклонения от состояния равновесия не изменяется, то схема 6 анализа, после прихода разрешающего логического сигнала от схемы

8 уравновешивания по реактивной составляющей, выдает сигнал в эту схему 8 для повторной балансировки по реактивной составляющей в обратном направлении, например, на уменьшение комплексного сопротивления ;плеча мостовой схемы 2. По окончании балансировки мостовой схемы 2 по реактивной составляклдей производится балансировка схемы 9 по активной составляющей, для чего подается запускающий сигнал по схеме 10 задержки на схему 9 уравновешивания по .активной составляющей.

Работа схемы 9 уравновешивания по активной составляющей аналогична работе схемы 8 уравновешивания по реактивной составляющей. Если после задания .приращения знак отклонения от состояния равновесия остается прежним, то регулируемой величине задают новое приращение, по величине не превыщающее предыдующее. Если же. после заданного прираадения знак отклонения изменится, то выпрямитель 5 выдаст логический сигнал в схему 9 уравновешивания по активной составляющей и она установит первоначальное значение регулируемой величины и после чего задаст новые приращения с другим весовым коэффициентом, В результате такого процесса регулируемая величина все время увеличивается, приближаясь к значению, необходимому для равновесия мостовой схемы 2. В случае, если при последовательном включении регулирующих элементов знак отклонения от состояния равновесия не изменится по каждому разряду, то схема 7 анализа после прихода разрешающего сигнала от схемы 9 уравновешивания по активной составляющей выдаст сигнал на повторную балансировку по активной составлякмцей в обратном направлении, т.е. на изменение величины комплексного значения сопротивления регулируемого плеча в другую сторону например на уменьшение.

Процесс уравновешивания продолжится до тех пор, пока не закончится окончательная коммутдция последнего по коду регулирово шого элемента. Остаточный разбаланс мостовой схемы 2 определяется величиной регулировочного элемента .последнего (младшего) разряда.

Таким образом, за счет введения новых Iэлементов устройство позволяет осуществлять автоматизированную балансировку по двум составляющим как в случае совместного размещения тензометрического,измерителя и датчиковой аппаратуры, так при дистанционных измерениях,

Формула изобретения

Тензометрическое устройство, содержащее последовательно соединенные генератор несущей частоты, измерительную мостовую схему и усилитель, к выходу которого подключены две цепи балансировки по реактивной и |активной составляющим, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фазочувствительного выпрямителя, соединенного с генератором несущей частоты, и схемы уравновешивания, первый входы которой соединены со входами измерительной мостовой схемы, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя схемами анализа по активной и реактивной составляющим, включенными в соответствующие цепи балансировки и соединен ными входами с выходами фазочувствительного выпрямителя, а выходами со вторыми входами схемы уравновешивания, и выходы схем уравновешивания и каждой цепи балансировки соединены со вторыми входами схем анализа, блоком изменения направления компенсации, входы которого соединены со вторыми выходами схем анализа, а выход подключен к третьим входам схем уравновешивани), и схе-г мой задержки, на вход ко10рой подключен атий выход схемы уравнове- шивани-; по реактивной составляющей, выход схемы задержки подключен к четвертому входу схемы уравновешивания по активной составляющей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 429260, кл. G 01 В 7/16, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 160758, кл. G 01 R 17/02 1959 (протот.ип) .