Тензометрическое двухканальное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измеритапьной технике, а именно к устройствам для измерения деформации и усилий.

Известно тензометрическое устройство, содержащее два тёнзомоста, каждый из которых подсоединен на вход коммутатора, последовательно соединенного с усилителем, фазочувствительным демодулятором, фильтром низкой частоты, аналого-цифровым преобразователем и регенератором flj

Недостатком тензометрического устройства является низкая чувствительность, обусловленная величинами ; погрешности, вносимой коммутатором.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала измерения, из которых состоит из последовательно соединенных тёнзомоста и фильтра квадратурной составляющей, усилитель) на входы которого подсоединены выходы фильтров квадратурной составлймцей, выходы усилителя подключены на вхорц двух фазочувствительных демодуляторов, каждый из которых последовательно соединен с фильтром низкой частоты

и регистратором, генератор напряжения несущей частоты, выходы которого соединены с входами тёнзомоста и фильтра квадратурной составляющей первого канала и входом одного из фазочувствительных демодуляторов, фазовращатель, вход которого соединен с одним из входов генератора напряжения несущей частоты, а выходы 10с входами тёнзомоста, входом фильтра квадратурной составляющей второго канала и входом другого Фазочувствительного демодулятора С2.

Недостатком этого устройства явля15ется низкая точность измерения из-за неидентичности амплитудно-частотных и фазо-частотных хгфактеристик узлов и элементов, входящих в тензометрическое двухканальное устройство.

20

. Цель изобретения - повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала из25 нюрения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных тевэокюста и фильтра квадратурной составляющей, усилитель, на входы которого подсоединены выходы фильтров квад30 ратурной составляющей, последоватвль-г

но соединенные фазочувствительный демодулятор, фильтр низкой частоты и регистратор, выход усилителя подключей на вход фазочувствительного демодулятора, генератор напряжения несущей частоты, выход которого соединен с входаг 1и тензомоста и фильтра квадратурной составляющей первого канала, фазовращатель, вход которого соединен с одним из выходов генератора напряжения несущей частоты,а выход - с входами тензомоста и фильтра квадратурной составляющей второго канала, снабжено аналогоцифровым преобразователем, вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты и коммутатором, первый . вход которого соединен с выходом ге нератора напряжения несущей частоты второй вход соединен с выходом фазовращателя, вход управления соединён с управляющим выходом регистратора, а выход - с опорным входом фазочувствительного демодулятора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Тензометрическое двухканальное устройство содержит в первом канале последовательно соединенные тензомост 1, фильтр 2 квсщратурной составляющей , усилитель 3, фазочувствительный демодулятор 4 с фильтром 5 ни.зкой частоты, аналого-цифровой преобразователь б.(АЦП) и регистратор 7. Второй канал измерений содержит пЬследовательно соединенные тензомост 8, фильтр низкой частоты и усилитель 3. Выход регистратора 7 соединен с входом управления коммутатора 10, первый вход которого-соединен с выходом генератора 11 напряжения несущей частоты, второй вход соединен с выходом фазоврай1ателя 12, а выход коммутатора 10 соединен с опорным входом фазочувствительного демодулятора 4. Выход генератора 11 несущей частоты соединен с тензомостом 1, фильтром 2 квадратурной составляющей и входом фазовращателя 12. Выход фазовращателя:. 12 соединен с тензомостом 8 и фильтром 9 кв.адратурной составляющей.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания тензомоста 1 и опорное напряжение фильтра 2 квадратурной составляющей сдвинуто по фазе на 90 по отношению к напряжению питания тензомоста В и опорному напряжению фильтра 9 квадратурной составляющей. Для этого напряжение генератора 11 несущей частоты, являющегося источником питания тензомостов 1 и 8 и источником опорного напряжения фильтров 2 и 9 квадратурной составляющей и фазочувствительного демодулятора 4, сдвигается по фазе

фазовращателем 12, а затем подается на тензомост 8 и фильтр 9 квалрат рной составляющей. В результате этого на входах ф шьтров 2 и 9 квадратурной составляющей образуются модули5 рованные колебания, у которых напря-, жения несущих частот сдвинуты на 90.

С выходов фильтров 2 и 9 квадратурной составляющей сигналы подаются на вход усилителя 3 и после 0 усиления поступают на сигнальный

вход фазочувствительного дe юдyлятoра 4, на опорный вход которого подается опорное напряжение с выхода коммутатора 10. Таким образом, на 5 опорный вход фазочувствительного демодудятйра 4 поступают поочередно ког 1мутируемые напряжения,синфазные, , соответственно, с напряжением питания тензомостов 1 и 8.

0 в интервале, когда на фазочувствительный демодулятор 4 с выхода коммутатора 10 подается напряжение, синфазное с напряжением питания тензомоста 1, на выходе демодулятора 4

25 ,возникает сигнал, пропорциональный величине выходного напряжения тензомоста 1. В интервале, когда на демодулятор 4 с выхода коммутатора 10 ; подается напряжение синфазное с нап0 ряжением питания тензомоста 8, на выходе демодулятора 4 возникает сигнал, пропорциональный величине выходного напряжения тензомоста 8. Длительность указанных интервалов

5 определяется длительностями периодов низкочастотных сигналов на выходах тензомостов 1 и 8. С выхода фазочувствительного демодулятора 4 сигнал поступает на вход фильтра 5 кой частоты, а с его выхода - на вход АЦП б.

ДДЦ 6 преобразует аналоговый сигнал в цифровой код, пропорционгшьный амплитудному значению входного сигнала, который поступает на вход регистратора 7. Регистратор 7 индицирует результат измерения и управляет работой коммутатора 10, разрешая переключение его после завершения предыдущего измерения.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности измерения за счет снижения аппаратурных погрешностей, связанных с неидентичностью амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик узлов, и элементов, входящих в устройство.

Формула изобретения

Тензометрическое двухканальное устройство, содержащее два канала 65 измерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных тензомоста н фильфра квадратурной составляющей, усилитель, на входфл которого подсоединены выходы фильтро квадратурной составляющей, последовательно соединенные фаэочувствительный демодулятор, фильтр низкой час тота и регистратор, выход усилителя подключен на вход фазочувствительного демодулятора, генератор натфяжейия несущей частоты, выход которого соединен с входами тензомоста и фильтра квадратурной составляющей певого канала, фазовращатель, вход которого соединен с одним из выходов генератора напряжения несущей частоты, а выход - с входами тензомоста и фильтра квадратурной составляющей второго канала, отличающееся тем, что, с целью повышения {ТОЧНОСТИ измерения, оно снабжено

аналого-цифровым преобразователем, вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты и коммутатором, первый.вход которого соединен с выходом генератора напряжения несущей частоты, второй вход соединен с выходом фазовращателя, вход управления соединен с управляющим выходом регистратора, а выход - с опорны входом фазочувствительного демодулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Труды tX конференции по автоматическому контролю и методам электрических измерений. Новосибирск Наука, 1970, 169.

2.Авторское свидетельство СССР

268680, кл. G 01 В 7/16, 1967 fпрототип) .