Тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального уровня

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам преобразования сигналов тензомоста и может быть использовано при испытаниях машин и механизмов с повышенными требованиями к точности измерений упругих деформаций . Цель изобретения - повышение точности и упрощение обслуживания, Устройство содержит тензомост 1, в измерительную диагональ которого включен измерительный усилитель 3, сумматор 4 и аналоговый запоминающий блок в виде последовательно соединенных усилителя 7 хранения с запоминающим конденсатором 8 и корректирующего усилителя 9, при этом усилитель 7 хранения включен по схеме интегратора , а корректирующий усилитель 9 по схеме повторения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886837/28 (22) 29.11.90 (46) 30.10,92. Бюл. ¹ 40 (75) Ж,Н.Кадыров и А.Н.Андреев (56) Авторское свидетельство СССР № 954804, кл. 6 01 В 7/16, 1982, Авторское свидетельство СССР № 1647234, кл. G 01 B 7/16, 1987, (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

С АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ НУЛЕВОГО НАЧАЛЬНОГО УРОВНЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. а именно, к устройствам преобразования сигналов тензомоста и может. Ж 1772604 А1 быть использовано при испытаниях машин и механизмов с повышенными требованиями к точности измерений упругих деформаций. Цель изобретения — повышение точности и упрощение обслуживания. УстроАсТВо содержит тензомост 1, в измерительную диагональ которого включен измерительный усилитель 3, сумматор 4 и аналоговый запоминающий блок в виде последовательно соединенных усилителя 7 хранения с запоминающим конденсатором

8 и корректирующего усилителя 9, при этом усилитель 7 хранения включен по схеме интегратора, а корректирующий усилитель 9 по схеме повторения, 1 ил.

i772604

20 последовательное включение перед нача- 25

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам преобразования сигналов тензомоста и может. быть использовано при испытаниях машин и механизмов с повышенными требованиями к точности измерений упругих деформаций.

Известно тензометрическое устройство с автоматической установкой нуля, содержащее тензамост с включенным в его измерительную диагональ усилителем, сумматор, компенсирующий усилитель, последовательно соединенные ключи и аналоговые запоминающие блоки (АЗБ), образующие два идентичных канала обратной связи, причем входы каналов через кампенсиру ащий усилитель связаны с сумматором, выход одного канала соединен са вторым входам сумматора, а выход второго — подключен к затвору МОП-транзистора шунтирующега плечо тенэамоста. В состав устройства входит также блок управления. выходы которого соединены с ключами. Устройство обеспечивает лам измерения корректирующих цепей: сначала корректируется начальный дрейф нуля тензоусилителя, затем балансируется тензамаст. Достигается эта следующим образом: по команде ат блока управления замыкается ключ, на выходе сумматора выделяется сигнал дрейфа нуля измерительного усилителя, который через компенсирующий усилитель, ключ и АЗБ поступает на второй вход сумматора. При этом, в установившемся режиме коррекции дрейфа нуля выходное напряжение сумматора стремится к нулю. После размыкания ключей напряжение коррекции, приведенное ко второму входу сумматора запоминается в

АЗБ на время до следующего сигнала коррекции, периодически поступающего из блока управления. Следующей командой блока управления замыкается ключ и сигнал ошибки тенэамоста через компенсационный усилитель и АЗБ воздействует на затвор МОП-транзистора, который балансирует тензомаст, в результате чего напряжение на выходе измерительного усилителя и на выходе всего устройства стремится к нулю. После размыкания ключа напряжение коррекции баланса тенэомоста запоминается в АЗБ и не меняет своей величины на протяжении всего процесса измерения, Известное устройство имеет недостатки; наличие трех ключей управления, двух

АЗБ, обьединенных в два канала обратной связи, дорогостоящего МОП-транзистора, а также компенсационного усилителя, — зна5

55 чительно усложняет конструкцию устройства, снижает его тиражируемость, удлиняет цикл работы из-за необходимости последовательного выполнения двух корректирующих процедур — компенсации начального дрейфа тензоусилителя и балансировки тен- зомоста, а также снижает удобство в обслуживании устройства в целом, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому устройству является тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального уровня, содержащее тензомост с источником питания постоянного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, ключ, соединенный первым концом с выходом сумматора, аналоговый запоминающий блок (АЗБ), вход которого соединен с вторым концом ключа, а выход — с вторым входом сумматора, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя хранения с запоминающим конденсатором, включенным между входом и выходом усилителя хранения. и корректирующего усилителя, Перед началом измерений кратковременно замыкают ключ, вследствие чего запоминающий конденсатор заряжается до уровня напряжения, соответствующего нулевому начальному уровню сигнала на выходе сумматора. При этом на другой вход сумматора в течение всего времени проведения измерений подается напряжение с выхода усилителя хранения.. необходимое для компенсации начального дрейфа измерительного усилителя и разбаланса тензомоста.

Известное устройство имеет недостатки. Усилитель хранения аналогового запоминающего блока (АЗ Б) непосредственно подключен ко входу сумматора, входная цепь которого имеет конечное сопротивлеНМе. Ток утечки запоминающего конденсатора АЗБ достаточно большой, поскольку усилитель хранения имеет относительно низкоом ную нагрузку. Подкл ючение корректирующего усилителя через резистор ко входу усилителя хранения приводит к появлению на его входе большого по величине входного тока, Большие по величине ток утечки и входной ток приводят к дрейфу по времени выходного напряжения усилителя хранения. Изменение величины выходного напряжения усилителя хранения происходит независимо от величины емкости запоминающего конденсатора. что приводит к уменьшению длительности

1772604

15

25

35

45

55 режима хранения нулевого начального уровня, В процессе эксплуатации известного устройства выявлена значительная сложность и трудоемкость настройки корректирующего усилителя с резистором, осуществляющих компенсацию тока утечки запоминающего конденсатора. Данная процедура включает тщательный подбор номинальной величины резистора и достижение нулевого дрейфа усилителя. Наличие же резистора во входной цепи усилителя хранения А36 приводит к дрейфу величины его выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение обслуживания устройства.

Указанная цель достигается тем. что, в тензометрическом устройстве с автоматической установкой нулевого начального уровня, содержащем тензомост с источником питания постоянного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, блок индикации, соединенный с выходом сумматора, ключ, соединенный первым концом с выходом сумматора, аналоговый запоминающий блок, вход которого соединен со вторым концом ключа, а выход — со вторым входом сумматора, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя хранения с запоминающим конденсатором, включенным между входом и выходом усилителя хранения, и корректирующего усилителя, усилитель хранения аналогового запоминающего блока включен по схеме интегратора. а корректирующий усилитель включен по схеме повторения.

Блок-схема тензометрического устройства с автоматической установкой нулевого начального уровня представлена на чертеже.

Устройство содержит тензомост 1 с источником 2 питания постоянного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель 3, сумматор 4, первый вход которого соединен с входом измерительного усилителя, блок 5 индикации, соединенный с выходом сумматора 4. В состав устройства входит также ключ 6. соединенный первым концом с выходом сумматора 4 и аналоговый запоминающий блок (АЗБ), вход которого соединен с вторым концом ключа 6, а выход — с вторым входом сумматора 4, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя 7 хранения с запоминающим конденсатором

8, включенным между вход0M и выходом усилителя 7 хранения, и корректирующего усилителя 9. В предлагаемом тензометрическом устройстве усилитель 7 хранения аналогового запоминающего блока включен по схеме интегратора, а корректирующий усилитель 9 включен по схеме повторения.

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений кратковременно замыкают ключ 6, вследствие чего запоминающий конденсатор 8 заряжается до уровня напряжения, соответствующего нулевому начальному уровню сигнала на выходе сумматора 4. Запомненное значение напряжения хранится до следующего сигнала коррекции, вырабатываемого в момент замыкания ключа 6. С выхода аналогового запоминающего блока запомненное значение напряжения через корректирующий усилитель 9 подается на второй (неинвертирующий) вход сумматора 4. В сумматоре 3 производится алгебраическое суммирование двух равных по абсолютной величине сигналов(уровней напряжений), в результате чего сигнал на его выходе отсутствует, При размыкании ключа 6 выходной сигнал на выходе сумматора 4 отсутствует, поскольку сигнал коррекции ошибки (уровень напряжения, запомненный нэ усилителе 7 хранения) через корректирующий усилитель

9 постоянно подается на его второй (неинвертирующий) вход. При этом, уровни сигналов (уровни напряжений) на усилителях 7 и

9 остаются неизменными. Происходит это благодаря наличию высокоомной нагрузки на усилитель 7 хранения.

При измерении, например, упругих деформаций испытуемой детали, последние вызывают разбаланс тензомоста 1, что приводит к появлению на выходе измерительного усилителя 3 сигнала Uo + h,U, где Uo — значение напряжения, соответствующее начальному уровню сигнала на выходе сумматора 4. Л0 — полезный измерительный сигнал, Сигнал с выхода усилителя 3 поступае г на вход сумматора 4, в котором происходит выделение полезного сигнала Л0 из суммарного. Выдел"-.ííûé сигнал подается на блок 5 индикации, Предлагаемое тензометрическое устройство позволяет поддерживать с высокой точностью нулевой начальный уровень сигнала.

Формула изобретения

Тензометрическое устройство с автоматической установкой нулевого начального т rzo04

Составитель В.Курляндский

Техред M.Моргентал Корректор 3.Лончакова

Редактор

Заказ 3836 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 уровня, содержащее тензомост с источником питания постоянного тока, включенный в измерительную диагональ тензомоста измерительный усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, блок индикации, соединенный с выходом сумматора, ключ, соединенный первым концом с выходом сумматора, аналоговый запоминающий блок, вход которого соединен с вторым концом ключа, а выход — с вторым входом сумматора, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя хранения с запоминающим конденсатором, включенным между входом и выходом усилителя

5 хранения, и корректирующего усилителя с резистором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, с целью повышения точности и упрощения обслуживания, усилитель хранения аналогового запоминающего блока включен по схеме

10 интегратора, а корректирующий усилитель включен по схеме повторения.