Тензометрическое устройство
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций крутящих объектов. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет стабилизации режима работы, Введение делителя 6 частоты и узкополосного фильтра 7 позволит полностью устранить ошибку измерений,связанную с относительной нестабильностью питающего генератора синусоидального напряжения для тензорезисторов. 2 ил. .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
Р1) G 01 В 7/16 ф««««««э ь « д ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (2 1 ) 46331 72/28 (22) 06.01.89 (46) 28.02.91. Бюл. У 8 (72) О.Р.Кузичкин (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1272 100,,кл. G 01 В 7/16, 1985. (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измери„,Я0„„1631258, А1
2 тельной технике и может быть использовано для измерения деформаций крутящих объектов. Цель изобретения— повышение точности измерений за счет стабилизации режима работы. Введение делителя 6 частоты и узкополосного фильтра 7 позволит полностью устранить ошибку измерений, связанную с относительной нестабильностью питающего генератора синусоидального напряжения для тензорезисторов. 2 ил.
1631258
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций вращающихся объектов, Цель изобретения — повышение точности измерений за счет стабилизации режима работы тензометрического устройства путем формирования питания тензодатчика от генератора тактовых fp импульсов.
На фиг. 1 представлена блок-схема тензометрического устройства; на фиг. 2 — диаграмма работы тензометрического устройства. 15
Тензометрическое устройство содержит активный тензорезистор 1, компенсационный тенэорезистор 2, два диода
3 и 4, токосъемник 5, делитель Ь частоты, узкополосный фильтр 7, датчик 8 20 тока, конденсатор 9, компаратор 10, счетчик 11 циклов, реверсивный счетчик 12, генератор 13 тактовых импульсов, схему И 14, формирователь 15 импульсов, линию 16 задержки, буферный 25 регистр 17, регистратор 18.
Первый вывод активного тензорезистора 1 соединен с анодом первого диода 3, первый вывод компенсационного тензорезистора 2 соединен с катодом второго диода 4, вторые выводы активного и компенсационного тензорезисторов 1 и 2 соединены с первым выводом вращающейся части токосъемника 5, катод первого диоца 3 и анод второго диода 4 соединен с вторым выводом вращающейся части токосъемника 5.
Первый вывод неподвижной части токосъемника 5 соединен с первым выходом узкополосного фильтра 7, второй вы- 40 во" токосъемника 5 соединен с первым выводом датчика 8 тока и через конденсатор 9 — с первым входом компаратора 10, Второй вывод датчика 8 тока соеди- 45 .нен с вторым выходом узкополосного фильтра 7 и вторым входом компаратора 10. Выход компаратора 10 соединен с входом управления реверсивного счетчика 12 и с входом счетчика 11 циклов, выход счетчика 11 циклов соединен с первым входом схемы И 14 и с входом формирователя 15 импульсов; выход формирователя 15 импульсов соединен с входом записи буферного ре55 гистра 17 и через линию 16 задержки— с входом сброса реверсивного счетчика 12, генератор 13 тактовых импульсов соединен с вторым входом схемы
И 14 и через делитель 6 частоты — к входу узкополосного фильтра 7, выход схемы И 14 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 12, а выход реверсивного счетчика 12 соединен с информационным входом буферного регистра 17, выход которого соединен с регистратором 18.
Тензометрическое устройство работает следующим образом, Синусоидальный сигнал с выхода узкополосного фильтра 7 через токосъемник 5, разделенный на положительную и отрицательную составляющие цепью, состоящей из активного тензорезистора
1 и диода 3, и цепью из компенсационного тенэорезистора 2 и диода 4, поступает на датчик 8 тока и через конденсатор 9 — на вход компаратора
10, формирующего грямоугольные импульсы со скважностью, зависящей от соотношения величин тензореэисторов
1 и2.
Реверсивный счетчик 12, счетчик циклов 11, формирователь 15 импульсов, схема И 14 служат для подсчета разницы в количестве тактовых импульсов стабильной частоты, вырабатываемый генератором 13 при уровне логической "1" и при уровне логического 0 последовательности импульсов с выхода компаратора 10. Буферный регистр 17, линия 16 выдержки и регистратор 18 служат для регистрации этого
Числа импульсов.
Число импульсов, записанное в буферном регистре, составляет
n n
М = (и — 1)
Т где и — число импульсов, необходимое для заполнения счетчика циклов 11;
6 ь — длительность уровня логического "0" на выходе компаратора; л tl 1l — длительность логической 1 на выходе компаратора;
Т вЂ” период следования импульсов генератора 13 тактовых импульсов.
Синусоидальный сигнал формируется путем деления частоты генератора 13 тактовых импульсов (фиг. 2a) в делителе частоты 6, на его выходе получаем меандр (фиг. 2б) с частотой
1
Р
1 где Т вЂ” текущее значение периода сле1 дования тактовых импульсов; — коэффициент нестабильности; 20
Т вЂ” идеальное значение периода следов ания так товых имп ульсов.
Так как синусоидальное напряжение формируется из тактовых импульсов пу- 25 тем деления их частоты на постоянный коэффициент k то можно записать и< Рл
Ьу О 6g» 30
ni Л где ь и ь — текущие значения дли1 тельности.
Отсюда текущее значение количества импульсов, записанное в буферном регистре 17, составляет
h л n n
t L< ь ь — < 2
N=(n-1) — ---=(n-1) -- — — = N.
Т
Т
Это позволяет устранить ошибку измерений» возникающую вследствие отно- 40 сительной нестабильности частоты си35 нусоидального напряжения по отношению к частоте тактовых импульсов, что дает возможность производить и.-.;.:ерение деформаций вращающихся объектов с более высокой степенью точности.
Формула и э о б р е т е н и я
Тензометрическое устройство, содержащее активный и компенсационный
16312 где k — коэффициент деления частоты.
С выхода делителя 6 частоты меандр поступает на вход узкополосного фильтра 7, настроенного на частоту F, 5 на его выходе имеется синусоидальный сигнал (фиг, 2в) .
Введение делителя 6 частоты и узкополосного фильтра 7 позволяет полностью устранить ошибку измерений, связанную с относительной нестабильностью питающего генератора синусоидального напряжения для тензорезисторов. Допустим, есть нестабильность генератора тактовых импульсов 15
Т =)ò, 58
6 тензорезисторы, два диода, токосъемник, регистратор, датчик тока, конденсатор» компаратор, счетчик циклов, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов, линию задержки, схему И и буферный регистр, первый вывод активного тензорезистора соединен с анодом первого диода, первый вывод компенсационного тенэореэистора соединен с катодом второго диода, второй вывод активного тенэореэистора соединен с вторым выводом компенсационного тензорезистора и с первым выводом вращающейся части токосъемника, катод первого диода соединен с анодом второго диода и с вторым выводом вращающейся части токосъемника, первый вывод датчика тока соединен с вторым выводом неподвижной части токосъемника и через конденсатор — с первым входом компаратора, выход компаратора соединен с диодом управления реверсивного счетчика и с входом счетчика циклов, выход счетчика циклов сеединен с первым входом схемы И и с входом формирователя импульсов, который соединен с входом записи буферного регистра и через линию задержки— с входом сброса реверсивного счетчика, генератор тактовых импульсов соединен с вторым входом схемы И, выход которой соединен со счетным входом реверсивного счетчика, а выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом буферного регистра, выход которого соединен с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты и узкополосный фильтр, вход делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход— с входом узкополосного фильтра, а первый выход узкополосного фильтра соединен с первым, выводом неподвижной части токосъемника.
1б31258
Составитель E.Ùeëèíà
Редактор Н.Швыдкая Техред Л.Серд.окова Корректор Н.Ревская
Заказ 533 Тираж 380 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
