Устройство для измерения напряжений, преимущественно в арматуре железобетонных конструкций Советский патент 1981 года по МПК G05D15/01 E04G21/12 

арматуре полностью не удается, так как при измерении одиночных периодов колебаний арматуры этим устройством получается большой случайный разброс показаний, доходящий в отдельных случаях до 10-15%. Этот недостаток можно частично устранить путем усреднения 8-10 последовательных показаний прибора. Однако при этом случайная составляющая погрешности остается все же довольно значительной, а производительность контроля снижаетс Устранить этот недостаток путем измерения усредненного значения периода, состоящего из 4-10 одиночных, периодов невозможно. Хотя при этом разброс показаний уменьшается, все же он остается значительным. Кроме того,- измерение усредненного периода составляет определенные трудности при быстро затухающем сигнале.

Как показали исследования, в колеблющейся стержневой арматуре, помимо колебаний основного тока, возникает весьма сложный спектр частот, в котором присутствуют кроме гармонических колебаний, кратных основном тону, гармонические колебания дробного порядка. Присутствие последних объясняется тем, что в отличие от идеальной струны, колебании которой присутствуют только лишь кратные гармоники, арматурный стержень имеет определенную изгибную жесткость, в результате колебание его имеет более сложный характер и характеризуется, в частности, появлением гармоник дробного порядка.

Гармоники, частота которых не кратная частоте основного тона,вызывают изменение формы кривой сигнала преобразователя во времени. В результате периоды, выделенные навыходе преобразователя, им{ от значительный разброс по величине, что в конечном счете сказывается на разбросе показаний прибора.

Цель устройства - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что устройство для измерения напряжений, преимущественно в арматуре железобетонных конструкций, содержащее датчик колебания, формирователь, выход которого подключен к входу схемы выделения периода колебаний, выход которой соединен с преобразователем длительности периода в цифровой код, снабжено согласующим элементом, предварительным и управляемы фильтрами, дополнительной схемой выделения периода колебаний и преобразователем временного интервала в аналоговое напряжение, причем датчик колебания через согласующий элемент подключен к входу предварительного фильтра,, один из выходов которого через последовательно соединенные дополнительную схему выделения периода колебаний и преобразователь временного интервала в аналоговое напряжение подключен к одному из входов управляющего фильтра, другой вход которого соединен с другим выходом предварительного фильтра, а выход управляемого фильтра подключен к входу формирователя.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство состоит из датчика 1 колебаний, установленного на арматурном элементе 2,соединенных последовательно согласующим элементом 3, предварительного фильтра 4, управляемого фильтра 5, формирователя 6, схемы 7 выделения периода и преобразователя 8 периода в цифровой код, дополнительной схемы 9 вьщеления периода, вход которой соединен с выходом предварительного фильтра 4, преобразователя 10 временного интервала в аналоговое напряжение, вход которого соединен с выходом схемы 9 выделения периода, а выход - с вторым входом управляемого фильтра 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Датчик 1 превращает поперечные затухающие колебания арматуры в элекрический сигнал, который через согласующий элемент 3 поступает на предварительный фильтр 4, где происходит частичная фильтрация сигнала от гармоник высшего порядка. Сигнал с выхода предварительного фильтра 4 поступает на вход управляемого фильтра 5, представляющий собой полосовой фильтр с достаточно хорошей добротностью. В начальный момент измерения управляемый фильтр 5 не настроен на частоту сигнала датчика 1, поэтйму он не проходит через фильтр. Однако сигнал с выхода предварительного фильтра 4 поступает одновременно и н дополнительную схему 9 выделения периода. Выделенные этой схемой периода колебания арматуры далее поступают на вход преобразователя 10 временного интервала и преобразуются в аналоговое напряжение. Это напряжение поступает затем на второй . вход управляемого фильтра 5 и служит для настройки его на частоту основного тока колебания арматуры. После настройки фильтра сигнал основного тока колебаний арматуры поступает на его выход в отфильтрованном виде. Далее сигнгш формируется в формирователе 6, проходит через схему выделения измеряемого периода и поступае на вход преобразователя 8 периода в цифровой код, который отсчитывает период колебаний в миллисекундах.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжений, преимущественно в арматуре железобетонных конструкций, содержащее датчик колебания. Формирователь, выход которого подключен ко входу схемы выделения периода колебаний, выход которой соединен с преобразователем длительности периода в цифровой код, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено согласующим элементом, предварительк дм и управляемым фильтрами, дополнительной схемой выделения периода колебаний и преобразователем временного интервала в аналоговое напряжение, причем датчик колебания через согласукяций элемент подключен ко входу предварительного фильтра, один из выходов которого через последовательно соединенные дополнительную схему выделения периода колебаний и преобразователь временного интервала в аналоговое напряжение подключен к одному из входо управлякнцего фильтра, другой вход которого соединен с другим выходом предварительного фильтра, а выход управляемого фильтра подключен ко входу формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Прибор для измерения напряжений в предварительно напряженной арматуре железобетонных конструкций типа ИПН-7, Кишинев, ТУ-25-06.949.72

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2616474 , кл. G 05 D 15/01 , 1978.