Тензометрическое устройство Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относигся к измерительной тезшике, в частнссти к генаомегричё- ским устройствам и может быть использовано для измерения деформации твердых тел. Известно тензометрическое устройство содержащее источник питания и последовательно соединенные преобразователь, усилитель на несущей частоте, фазочувствнтельный демодулятор, фильтр, амшит тудный селектор и реле, последовательно включенными к въаюцу усилителя, второй усилитель, подключенный к выходу. фильт« ра, и резисторы, одни из которых включены к цепь обратной связи: первого уси- яителя, параллельно нормально eaMKHyrtv. му контуру реле, а другие - в цепь обратной связи второго усилителя параллель но нормально разомкнутому контакту реле И-. Пшгаое устройство обеспечивает автоматический контроль исправности преобразователя, однако сно не реагирует на снижение сопротивления и 3оляции тензо-. резисторов или длительной работе в усЛОШ151Х повышенной, влажности, что приВодит К снижению Лостсверности измерений. Наиболее близким по технической сущности К предлагаемому являетсятензометрическое :; х гройство, содерисащее тензомост, источник питания теязомоста, усилитель, связанный с измерительной диагшалью тензомоста, компаратор, исполнительный блок, входы которого соединены с выходами компаратора, задатчик порогового срабатывания исполнительногоблока, выход которого соединен с одним из входов Компаратора, и блок контроля тензодатчиков с источником опорного напряжения и вторым компаратором, пер- . , вый вход которого объединен с первым входом первого компаратора и соединен Через источник опорного напряжения с ofvннм из выходов источника питания MocTBj а вторые входы обоих компараторов через согласующие элементы соединены с веришнами измерительной диагонали моста, цвухвходовую схему И, (юцютюченнуго к йыхоцам компаратороь, и тр свходовую схему И, п&а входа которой соединевы с вторыми входами компараторов, третий вход - с выходом двухвходовой стоэмы И, а Выход - в исполнительным блоком 2. Однако и Жестное усгройствр обеспе- чиВает регистрацию только обрыва тензорезкстора или его к.з. Если же тензорезио тор имеет низкое сопротивление изоля1.ии (например, при измерениях деформации В условиях повышенной влажности) блок контроля тензодатчиков не сработает и устройство зарегистрирует деформацию. Так как сопротивление изояядии очень сильно влияет на показания тенаореаисторов, то измеренная деформация QyRBT иметь низкую достоверность, и при длительных испытаниях показания тензо резисторов с низким сопротивлением изо- лядии полностью недост«лерны. Цель изобретения - повышение достоверности измерений при длительной работе в услоЁИ5йс повышенной влажности. Указанная цель достигается тем, что тензометрическое устройство снабжено последователь ю соединенньши электронны коммутатором с дцумя входами и Выходами, формирователем импульсов с входами, вторым усилителем, интегра тором с дщгмя входами и электронным ключом с тремя входами, выход которого подключен к второму Bxoty компаратора, а также опорным генератором, вход которого подключен К второму вхоцу электрон ного ключа, один его Вьссод подключен к третьему вхосу электронного ключа, а второй - к одному из входов за датчика и синхршизатором, вход которого подклн чен к Выходу исполнительного блока, один его Выход подключен к другому вхору электришого коммутатора, второй - к второму Exojjy формирователя, третий - к второму BXOW интегратора, а четвертыйк второму и третьему входам алектршно го ключа и второму входу за датчика, пер вый вход электронного ключа пофслючш к одной из вершин измерительной диагонали тензомоста, а первый его выход к входам первого усилителя и источника питания. Н а фиг. 1 i изображена блок-схема тензометра, а на фиг. - импульсновременные диаграммы в характерных точках устройства. Где а - первый выход инхронизатора, б - вход электронного коммутатора, в - второй выход синхроизатора, г - формирователь импульсов, д - третий выход синхронизатора, е - интегратора, ж - четвертый выход синхронизатора, з - опорный генератор, и - первый вход компаратора, к - второй вход компаратора, л - первый выход компаратора, м - первый исполнительного устройства. Тензометр содержит тензомост 1, монтируемый ина исследуемом обьекте 2, источник 3 питания тензомоста 1, усилитель 4, связанный с измерительной диагональю тензомоста 1, электронйый коммутатор5, один вход которого подключен к одной из вершин измерительной диагдаали тензомоста 1, один выход к входам усилителя 4 и источника 3, формирователь 6 импульсов с двумя входами, один из которых подключен к второму вь ходу электронногЪ коммутатора 5, усили тель 7, тока утечки, вход которого подключен к выходу формирователя 6, интегратор 8 с двумя входами, один из подключен к вькоду усилителя 7, эле- . ктронный Ключ 9 с тремя входами, один из Которых подключен к вызсору интегратора 8, компаратор Ю, вход которого подключен К ВЫХОДУ электронного клточа 9, исполнительный блок 11, входы которсто соединены с выходами компаратора Ю, задатчик 12 порогового срабатывания исполнительного блока 11, выход которого подключен к второму Bxofy компаратора Ю, опорный генератор 13, вход которого подключен к второму входу электронного ключа 9, один выход - к третрему вхору электронного ключа 9, а второй - к одному иа входов задатчика 12 порогсеого срабатьйанин дополнительного блока 11, и синхронизатор 14, вход которого подключен к выходу исполнительного блока 11, один выход - к второму Bxofy апектрснного коммутатора 5, вто- рой - к второму входу формирователя 6, третий - к второму входу интегратора 8, а четвертый - к второму и третьему входам алектрснного ключа 9, и второму Bxtv. ду задатчика 12. Принцип действия устройства основан на свойстве апёктро(13ол5шионных материалов выоерисивать без повреждений кратковременное воздействие электрического напряжения значительно превьппающего npoftiBHoe. Устройство работает следукадим образом. Первый импульс а (фиг, 2), ntciyMfrший с первого выхода синхрсиизагора 14 передним фрштом устанавливает апекгронвый коммутатор 5 в положение, tipH котором один из выводов измерительной дааго нали моста подключается через электронный коммутатор 5 к входу формирователя 6 иМ11ульсов. Таким образом образуется замкнутая цепь: вь1Воп измерительной ци- .вГонали моста 1 - электронный коммутатор 5 - формирователь 6 импульсов входные цепи усилителя 7 тока утечкиисследуемый обьект 2. Одновременно запирается усилитель 4, и прекращает работу источник S питания измерительного моста 1. Задним фронтом первого импульса а запускается генератор, формирующий пакет синхроимпульсов в, посчупакжцих на второй выход синхронизатора 14. Формирователь 6 импульсов представляет собой синхронизированный генератор импульсов г напряжением 2О-12О В и длительностью 10-5О мкс с большой скважностью. Все параметры импульсов выс(Жого напряжения регулируются в соответствии с типом применяемых тензорезистороь. Интегратор 8 накапливает заряд е, ве личина которого пропорциональна току ут& чек тензореаисторов измерительного моста 1. Время накопления заряда равна длительности пакета синхроимпульсов в. Начало и -окончание цикла накопления тактируется импульсами д, поступающими в интегратор 8 с третьего выхода синхро. низатора 14. Одновременно с окончанием цикла накопления на четвертом выходе синхронизатора 14 появляется импульс ж, запускающий опориый генератор 13, открывающий электршный ключ 9 и включающий времяза дающий элемент за датчика 12 порога срабатывания исполнительно го элемента 11. Импульсы з опорного геиэратора 13 поступают через открытый алектронный ключ 9 на первый вход и компаратора 1О. Количество прошещиих импульсов определяется временем, в течение которого электронный ключ 9 находится в открытом состо$шии. Одновременно разрещается прохождение импульсов в опор ного генератора 13 через за датчик 12 на второй вход компаратора 10. Количество прошедших импульсов к через за датчик 12 определяется состоянием времяза дающих цепей за датчика 12 и может бып выбрано в соответствии с требованиями к величине сопротивления изоляции- тензореаис- торов измерительного моста 1. На выходах компаратора Ю сигнал отсутствует до тех пор, пока импульсы поступают на оба входа. Естш число импульсов N j npt шедщих через электршный ключ 9, оказывается меньше числа импульсов N ц , прощгшенньхх задатчиком 12, то на первом выхода компаратора появится после--, довательность ( N ц - Nj) и мпульсов «Л . В случае, если N.k .N-j , m втором вькодв компаратора 1О .появится послед вательнрсть ( N | - N3) импульсов к, В зависимости от того, на каком выхода itoявится последовательность ( N 3) импульсов к. В зависимости от того, на каком Выходе появится последшательность импульсов, исполнительный элемент 11 выдает информацию о достоверности или не достоверности подучаемой информации от тензорезисторов измерительного моста I. По окончании работы исполнительного элемента 11 на его выходе формируется импульс м , вызывающий появление на первом выходе синхронизатрра второго импульеа а, возвращающего эяектрснный компаратор 5 в исходное полсмсе-. ние, снимаются запирающие потенциалы с источника 3 усилителя 4, прекращается работа опорного генератора 13. Благодаря использованию предлагаемого устройства, повышается достоверность измерений, особеано при повышенной Влажности и длительных испытаниях. Формула изобретения Тензометрическое устройство, сод ржащее тензомост, источник питания тензомоста, усилитель, сВ51занный с измерительной диагональю тензомоста, компаратор, исполнительный блок, входы которого соединены с .выходами компаратора, и з&датчик порогсеого срабатывания исполнительного блока, выход которого соединен с одвим из входов компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений при длительной работе в условиях повышенной влажности, оно снабжено последовательно соединеш1ымн электронным коммутатором , с двумя входами и выходами, формирователем импульсов .с двумя входами, вторым усилителем, интегратором с двумя вкодвми и электронным Ключом с тремя входами, выход которого подключен к второму входу компаратора, а также опорным. геератором, вход которого подключен к второму вхору электронного ключа, один его ьссод подключен к третьему входу элект95ронного ключа, а второй - к одному из входов за датчика, и синхронизатсром, вход koToporo подключен к входу истюпнигельного блока, один его выход подключен к другому exofv электронного комму-гатора, второй - К второму входу формиршателя, Третий - к второму входу интегратора, а штвертый - к втором и третьему входам bnejKTpoHHoro ключа и второму входу задатчика, первый вход эгюктронноГо ключа йоришючен к одной из вершин измеритепь58ной диагонали теязомосга, а первый его выход - к входам первого усилителя и источника питвния. Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1.АЪт орское сви дет ельство СССР N9 478179, кл. q 01 В 7/16, 1973. 2.Авторское свидетельство, СССР № 624108,; кл. 01 В 7/16, 1976 (прототип).