Устройство для измерения деформации Советский патент 1981 года по МПК G01M5/00 G01D5/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ

1

Изобретение относится к измерению и регистрации деформации объектовf в частности к устройствам, используемым при оснащении стендов, предназначенных для вибрационных испытаний конструкций.

Известно устройство для измерения деформаций, содержащее возбудитель механических колебаний, измерительные датчики, установленные в контролируемых точках объекта и подключенные к многоканальному усилителю, коммутатор каналов, связанный с преобразователем аналог-код, и регистратор, в котором каждый канал. измерения снабжен блоком памяти максимгшьной аилплитуды и ключом, включенным между выходом измерительного усилителя и входом коммутатора, при этом вход сброса блока памяти связан с коммутатором через ключ. Такое устройство используется для определения формы колебания (деформации) объекта. При этом в цифровой форме регистрируются максимальные значения деформации 1.

Недостаток этого устройства состоит в необходимости дальнейшей обработки цифровых результатов с целью получения графических изображений

деформации, что удорожает процесс испытаний.

Известно устройство для измерения деформации, содержащее первую группу датчиков, которые подключены к одним соответствующим входам первого коммутатора, выход которого подключен ко входу первого усилителя, блок управления, формирователь и регистри10рующий блок 2.

Недостатком этого устройства является его сложность и необходимость в дальнейшей обработке полученных результатов, что увеличивает затра15ты на испытания.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, чтр устройство для измерения дефор20мации, содержащее первую группу датчиков, которые подключены к одним соответствующим входам первого коммутатора, выход, которого подключен ко входу первого усилителя, блок

25 управления, формирователь и регистрирующий блок, снабжено второй группой датчиков, вторым коммутатором, вторым усилителем, двумя ключами, двумя элементами-лам ти, двумя сум30маторами, двумя интеграторами, компаратором, делителем напряжения и выпрямителем, причем первая группа датчиков подключена к одним соответствующим входам второго коммутатора и блока управления, выход первого усилителя через первый ключ соединен со вxoдo I первого элемента памяти, выход которого подключен к одним из входов сумматоров, выход первого сумматора подключен через первый интегратор к другому входу второго сумматора, выход которого соединен через регистрирующий блок к выходу второго интегратора, вторая группа датчиков подключена к другим входам коммутаторов и к блоку управления, один из выходов которого соединен со входами интеграторов и коммутаторов, другой выход блока управления соединен со входом компаратора и со входом выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные делитель напряжения, компаратор и формирователь подключен ко входам ключей, а выход второго коммутатора через последовательно соединенные вторые усилитель, ключ и элемент памяти подключен к другому входу первого сумматора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 циклограмма работы коммутаторов; на фиг. 3 - график.эпюры деформации в случае использования сигналов от семи датчиков.

Устройство содержит первую группу датчиков 1, вторую группу датчиков 2 коммутаторы 3 и 4, усилители 5 и б, блок 7 управления, формир ователь 8, регистрирующий блок 9, ключи 10 и 11, элегЛенты 12 и 13 памяти, сумматоры 14 и 15, интеграторы 16 и 17, делитель 18 напряжения, компаратор 19, выпрямителл 20, переключатель 21 и генератор 22,

Устройство работает следующим образом.

Для примера считается, что сигналы на входах 1 гармонические и синхронизация работы устройства производится по сигналу первого датчика первой группы. В этом случае вход выпрямителя 20 через переключатель 21 подключен ко входу первого датчика первой группы. На выходе компаратора 19 формируются прямоугольные импульсы напряжения в моменты

времени

определяемые из равенства

,

де Е.- siniyt

сигнал на входе пертвого датчика первой группы;

k k

коэффициенты переда aoNeчи выпрямителя 20 и делителя 18.

В моменты прохождения фронтов (переднего или заднего) импульсов на выходе компаратора 19 формирователь 8 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы малой длительности, открывающие на время своей длительности ключи 10 и 11. При этом. в элементах 12 и 13 памяти запоминаются мгновенные значения (для моментов времени to) напряжений на входах устройства, подключенных к рыходу коммутаторов 3 и 4. Частота сигналов на входах первого датчика гораздо выше частоты переключения коммутаторов 3 и 4. Пока коммутаторы не переключаются на другие входы, напряжение на выходах элементов 12 и 13 памяти остается постоянным, несмотря на многократное включение ключей (при неизменном положении переключателя 21 и постоянном ).

Когда на вход устройства подают сигналы от семи датчиков ()/,в начальном состоянии на выходах коммутаторов 3 и 4 есть сигналы входов первого и второго соответственно. Прк внешнем запуске генератора 22 он формирует последовательность из б-и импульсов(число импульсов равно п-1).

напряжение на выходе сумматора 14 описывается выражени.м.

-..Л{,

и.

и Л 0,2.

напряжения на элементах 12 и 13 памяти;

т,(т-1) номера входов устройства, подключенные к выходам коммутаторов 3 и 4 соответственно. Напряжение на выходе интегратора описывается выражением

л.

Цб-1

То

при наличии импульсов генератора 22

при отсутствии импульсов генератора 22,

где Т - длительность импульса на. выходе генератора 22.

Эпюры напряжений выходах сумматора 15 и интегратора 17, воздействующих на входы регистрируJ квдего блока 9, приведены на фиг.2, пример эпюры мгновенных значений деформации - на фиг. 3.

Напряжение на выходе сумматора 15 описывается выражением

,. -iU2HU,,,-U,/To)t -12

при наличии импульса генератора 22

при отсутствии импульса генератора 22.

Интегратор 17 интегрирует поступающую на его вход последовательност импульсов. Эпюры напряжений поступающих на входы двухкоординатного регистрируюйцего блока 9, приведены на фиг. 2.

Для построения эпюр деформаций при других мгновенных значениях изменяется коэффициент передачи делителя 18, переключается переключатель 21 и вышеописанный процесс повторяется -после установки коммутаторов 3 и 4 и интегратора 17 в начальное состояние.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформадии, содержащее первую группу датчиков, которые подключены к одним соответствующим входам первого коммутатора , выход которого подключен ко входу первого усилителя, блок управления, формирователь и региструрующий блок, отличающёе с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено второй группой датчиков, вторым коммутатором, вторым усилителем, двумя ключами, двумя элементами памяти, двумя сумматорами , двумя интеграторами, компаратором, делителем напряжения и выпрямителем, причем первая группа датчиков подключена к одним соответствукицим входам второго коммутатора и блока управления, выход первого усилителя через первый ключ соединен со входом первого элемента памяти, выход которого подключен к одним из входоВ сумматоров, выход первого сумматора подключен через первый интегратор к другому входу второго сумматора; выход которогб соединен через регистрирующий блок к выходу второго интегратора, вторая группа датчиков подключена к другим входам коммутаторов и к блоку управления Vодин из выходов которого соединен со входом интеграторов и коммутаторов, другой выход блока управления соединен со входом компаратора и со входом выпрямителя, выход которого через последовательно.соединенные делитель напряжения, компаратор и формирователь подключен ко входам ключей, а выход второго коммутатора череэ последовательно соединенные вторые усилитель, ключ и элемент пгиляти подключен к другому входу первого сумматора.

Источники инфоЕ 4ации, тфинятые во внимание при экспертизе

по заявке 2484718/23,кл.С 01 D 5/1 1977 (прототип),

Puz.1

Сигналы Вжодов на Вымдв каммут. 3

Сигмсты вко до8 на выходе комму т. ч

V,

17

%

- t

(.1} (i) (У) (Ч-) Ш (f) (7)(номердатчика) Фмг. J