Устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

393

ческий разрыв и т.п. значительные ошибки в измерениях таким (чреобразователем могут возникнуть при исчезновении исследуемого сигнала в момент рапрушения испытываемого образца.

Цель изобретения - уменьшение погрешности и повышение надежности измерений .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов, содер чащее последовательно соединенные дэтчик усилий и аналого-цифровой преобразователь, а также с-етчик и цифропечатающее устройство, введены датчик момента разрушения испытываемого образца, многовходовый элемент И-НЕ, по одному элементу НЕ и двухвходовому элементу И-НЕ на каждый разряд цифрового кода, соединенные последовательно, причем вход элемента НЕ соединен с выходом соответствующего разряда аналого-цифрового преобразователя, выход двухвходового элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с сосоответствующими управляющими входами двухвходового элемента И-НЕ каждого разряда и входами цифропечатающего устпойства, упоавляюший вход которого соединен с выходом датчика момента разрушения испытываемого обрязца, а ВБ1ХОД конец измерения аналогово-цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом миоговходового элемента И-НЕ.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства.

Устройство состоит из датчика 1 усилий, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, преобразующего зналоговый сигнал в цифровой параллельный код И выдающего И(пульсный сигнал конец измерения при окончании каждого цикла измерения,элементов НЕ 3 двухвходовых элементов И-НЕ k, многовходового элемента И-НЕ 5, сметчика 6-с выходом результата счета в паралельном коде, датчика 7 момента разрушения испытываемого образца и цифропечатающего устройства (ЦПУ) 8. На каждый разряд кода имеется один элемент НЕ и один двухвходовый элемент И-НЕ.

74

В исходном состоянии (при включенном питании), когда усилие на испытываемом образце, аналоговый сигнал на входе и цифровой на выходе ЛЦП равны нулю, а счетчик сброшен на нуль, на входы элементов 3 действуют сигналы от ЛЦП, уровень которых соответствует логическому О, а на их выходах, и, следовательно, на первых (по схеме фиг. 1 сверху) входах двухвходовых элементов k сигналы, уровень которых соответствует логической 1. На вторых (по схеме фиг.1 гниз) входах элементов k сигналы от счетчика 5 соответствуют логическому О. Следовательно, на выходах всех элементов действуют сигналы, уровень которых соответствует логической 1. При отсутствии сигнала конец измерений с выхода АЦП, что соответствует сигналу логического О, на первом сверху входе элемента

5, и наличии логической 1 на всех остальных входах элемента 5 на его выходе также будет логическая 1.

При поступлении от АЦП сигнала Конец измерений на выходе элемента 5 пявляется сигнал, уровень которого сооветствует логическому нулю.В результа те этого на счетчик 6 поступает и зап записывается первый счетный ИМПУЛЬС соответствугниий единице разряда кода. Последнее приводит к тому, что на оба входа элемента А (по схеме фиг. 1 первого снизу) поступают сигналы, соответствующие логической 1, а на его выходе - логический О В связи с этим на выходе многовходового элемента 5 вновь устанавливается сигнал, уровень которого соответствует логической 1, Начиная с этого момента устройство пЬдготовлено к измерению исследуемого сигнала.

Процесс измерения исследуемого сигнала и его максимального значения поясняется схемой (фиг, 1) и графиком, представленным на фиг. 2, где в функции времени t приведены: x(t) - значение исследуемого сигнала в аналоговой форме на входе АЦП; - значение этого сигнала в цифровой форме на выходе АЦП; значение того же сигнала в цифровой форме на выходе счетчика. Причем значения xft и принимают аискоетные значения, коатные единице младшего разряда,используемого в устройстве цифрового кода. 5 Для пояснения принципа действия устройства за начало отсчета времен принимается момент готовности устройства к измерению исследуемого сигнала, т.е. момент, когда x(t)0 , а значение равно еди нице младшего разряда кода. При достижении исследуемым сигна лом значения,соответствующего едини це младшего разряда кода на выходе АЦП 2(момент времени t на фиг.2),си наЛ,С9ответствующий логической 1 от ЛЦП проинвертируется элементом 3 (по схеме фиг. 1 нижним) и в качестве логического О поступает на первый вход элемента А (по схеме фиг. 1 нижнего). На втором входе этого элемента сигнал от счетчика соответствует логической 1. Следо вательно, на выходе этого элемента появляется сигнал, соответствующий логической 1. Тогда, в момент при f хода от АЦП импульсг конец измерений на всех входах элемента 5 действуют сигналы, соответствующие логической 1, а на выходе логическо |му О. В результате этого в счетчике 6 записывается второй счетный импульс, который изменяет состояние второго входа элемента 4 (по схеме фиг. 1 второго снизу) с логического О на логическую 1, а на выходе этого элемента появляется сигнал логического О. На выходе же элемента 5 устанавливается сигнал, соответствующий логической 1. При достижении исследуемым сигналом значения, соответствующего двум единицам младшего разряда кода на выходе АЦП (момент времени t г на фиг, 2) процесс повторяется и в счетчике 6 записывается число 3. И так далее, т.е. при каждом цикле изменения числа на выходе АЦП на единицу младшего разряда (в сторону увеличения) в счетчике записывается дополнительно оди.н счетный импульс, а общее значение числа в сче чике превосходит значение числа на выходе АЦП на одну единицу младшего разряда кода. При разрушении испытываемого образца (момент времени t на фиг. 2) сигналы x(t) и исчеза.ют, а значение )записанное в счетчике, остается, принимается за максимальное значение исследуемого сигнала и по сигналу срабатывания « датчика 7 регистрируется цифропечатающим устройством 8. После окончания печатания устройство 8 выдает сигнал Сброс для установки счетчика в нулевое положение, а всего устройства в исходное состояние. Максимальная абсолютная погрешность измерения амплитуды исследуемого сигнала при использовании предлагаемого устройства не превышает плюс 1 младшего разряда -используемого в устройстве кода. Формула изобретения Устройство для измерения и регистрации максимальных усилий при испытаниях материалов,содержащее последовательно соединенные датчик усилий и. аналого-цифровой преобразователь,а также счетчик и цифропечатающее устройство, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешностей и повышения надежности измерения, в него введены датчик момента разрушения испытываемого образцп, многовходовый элемент И-НЕ, по одному элементу НЕ и двухвходовому элементу И-НЕ на каждый разряд цифрового кода, соединенные последовательно, причем вход элемента НЕ соединен с выходом соответствующего разряда аналого-цифрового преобразователя, выход двухвходового элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами двух входового элемента И--НЕ каждого разряда и входами цифропечатающего устройства, управляющий вход которого соединен с выходом датчика момента разрушения испытываемого образца, а выход Конец измерений аналогоцифрового преобразователя соединен с дополнительным входом многовходового элемента И-НЕ. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Нетребенко К. А. Компенсационые схемы амплитудных вольтметров указателей экстремума, 19б7, с.. 2.Авторское свидетельство СССР 25639, кл. Н 03 К 13/02, 19б7, (прототип).

t, i

Фиг.2

п