SU1471064A1 - Устройство дл измерени сигналов параметрических преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности к устройствам дл  измерени  силы с помощью тензорезисторных динамометров. Цель изобретени  - повышение точности измерени  сопротивлений тензорезисторов полумостового силоизмерительного датчика и расширение функциональных возможностей. Сопротивлени  нагружаемых от силозадающей машины 56 тензорезисторов 18,19 полумоста измер ютс  путем подбора проводимостей в соответствующих магазинах проводимостей 37,38,39, включенных параллельно соответственно опорному резистору 2 и добавочным резисторам 20,21 имитатора датчика 43. Магазины проводимостей управл ютс  с помощью кодов блока автоматики 33 через блоки регистров 34,35,36. Подбираемые в процессе измерени  коды проводимостей через блок вентилей 40 поступают в запоминающее устройство 41. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  силы с помощью тензорезисторных динамометров,

Цель изобретени  - повьшение точности измерений сопротивлени  тензорезисторов полумостового силоизмери- тельного датчика и расширение функциональных возможностей,

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  сигналов параметрических преобразователей - сопротивлений тензорезисторов - при градуировке тензо- резисторного полумостового силоизме- рительного датчика.

Устройство содержит источник 1 питани  датчика, в цепь которого пос-. ледовательно включены опорный резис- тор 2, узел 3 компенсации неинформативной составл ющей сигнала датчика , содержащий резистор 4 и трансформатор 5, первична  обмотка которого включена параллельно резистору 4, причем источник 1 питани  через линии св зи 1, и контакты 6 и 7, 8 и9, Юи П, 12и 13 коммутатора, содержащего коммутирующие узлы 14 - 17 управлени , соединены с тензоре- зисторами 18 и 19 датчика с добавочными резисторами 20 и 21. Сигналы с опорного резистора 2 и подключенного резистора или тензорезистора через линии св зи 1(, контакты 22 и 23 или 24 и 25, или 26 и 27, или 28 и 29 и через вторичные обмотки трансформатора 5 блока 3 компенс ации подают на первичные обмотки трансформаторов 30 и 31, вторичные обмотки которых соединены посдедовательно- встречно и соединены с входом нуль- органа 32, Выход нуль-органа 32 соединен с блоком 33 автоматики, выход которого соединен с информационными входами блоков регистров 34 - 36, а выходы этих регистров соединены соответственно с управл ющими входами магазинов 37 - 39 проводимостей, включенных параллельно опорному резистору 2 и добавочным резисторам 20 и 21,

Выходы регистров 35 и 36 подключены к информационным входам блока 40 вентилей, выход которого соединен с входом запоминающего устройства 41, Управл ющие входы регистров 34 - 36, блока 40 вентилей и коммутирующих узлов 14-17 соединены с соответствующими выходами блока 42 синхронизации .

Блоки регистров 35 и 36, магазины 38 и 39 проводимостейи добавочные резисторы 20 и 21 со св з ми между ними используют в качестве имитатора 43 датчика дл  получени  гра- дуировочной характеристики датчика в комплекте с территориально удаленными стационарными лини ми св зи и измерительным устройством путем воспроизведени  сопротивлений плеч имитатора , равных сопротивлени м тензорезисторов датчика в функции величины воздействуюпдах на датчик усилий.

Узел 42 синхронизации содержит последовательно включенные генератор 44 тактовых импульсов, схему И 45, пусковой триггер 46, делитель 47 частоты , счетчик 48 и дешифратор 49,выходы которого выдают синхроимпульсы дл  управлени  работой узлов устройства . Генератор 44 подключен также к блоку 33 автоматики и источнику 1 питани  через схему И 45, Перва , треть , п та  и седьма  шины дешифратора 49 подключены соответственно к триггерам 50 - 53, выходы которых соединены соответственно с узлами 14-17 управлени  коммутатора, при этом первые входы триггеров 50-53 соединены соответственно с первой, п той , третьей и седьмой шинами дешифратора , а вторые входы триггеров 50 - 53 соединены соответственно с третьей, седьмой, п той и дев той шинами дешифратора. Втора  и шеста  шины дешифратора соединены соответственно через схему ИЛИ 54 с управл ющим входом регистра 34, а четверта  и восьма  шины дешифратора соединены соответственно с управл ющими входами регистров 35 и 36. Втора , четверта , шеста  и восьма  шины дешифратора через схему ИЛИ 55 соединены с управл ющим входом блока 33 автоматики .

Воздействи  силы при градуировке измерительного полумоста осуществл ютс  с помощью испытательной машины 56,

Пунктиром изображен имитатор 43 датчика, перенесенный на испытательный стенд дл  получени  градуировоч- ной характеристики датчика, совместно со стационарными лини ми св зи 1, и измерительным устройством 57, Плечи имитатора, т,е, сопротивлени  20 и 21 с параллельно включенными магазинами 38 и 39 проводимостей, подключают через линии св зи 1 к измерительному устройству 57, а управл ющие и информационные входы регистров 35 и 36 соедин ют с выходом ЭВМ 58, котора  осуществл ет управление работой магазинов 38 и 39 в соответствии с занесенными в запоминающее устройство 41 кодами в процессе градуировки датчика. Данна  совокуп- ,ность используетс  дл  градуировки стационарных линий св зи и измерительных устройств в отсутствии испытательной машины 56, воздействующей на датчик, на испытательном стевд, где размещены линии св зи 1 и измерительное устройство 57,

Устройство работает следующим образом .

Опорный резистор 2 сопротивлением Вд« Кц, в цепь питани  которого через контакты коммутатора поочередно подключаютс  тензорезисторы Ra, выдает сигнал, снимаемый первичными

обмотками трансформаторов 30 и 31, вторичные обмотки которых соединены последовательно-встречно, что позвол ет выделить сигнал, пропорциональный &RQ На RJJ . При коэффициенте трансформации, равном eдинIiцe, на выходе вторичных обмоток будет сигнал

iuR,

&U iRj - iR

Г

S

0

5

0

5

0

5

0

5

сигнала i&R в цифровой

где ли - информативна  составл юща  сигнала тензорезистора;

i - ток в цепи питани .

Информативна  составл юща  сигнала тензорезистора измер етс  с по-г аналого-цифрового преобразовани ,которое осуществл ют нуль-орган 32 и блок 33 автоматики. Узел 3 ком- пенсации неинформативной составл ющей сигнала датчика iRgПOзвoл eт измер ть информативную составл ющую ifiRo с относительной погрешностью 1,5 - 2 % (,) Ри разбросе длины линий св зи от нескольких до 200 м.

Коэффициент делени  делител  47 выбирают так, чтобы временной интервал между выходными импульсами был не меньше времени срабатывани  контактов коммутатора и времени преобразовани  эквивалент, I

После установки элементов устройства в исходное состо ние (цепи подготовки не изображены) с помощью кнопки Пуск подают сигнал разрешени  с триггера 46 на поступление тактовых импульсов с задающего генератора 44 через схему И 45 на источник 1 питани , блок 33 автоматики и через делитель 47 частоты на счетчик 48 и дешифратор 49. Сери  импульсов, получаема  на выходных шинах дешифратора 49, используетс  как синхроимпульсы устройства.

импульс этой последовательности поступает на триггер 50, взводит его, и сигнал с его выхода, поданньй на узел 14 управлени  коммутатором , с помощью контактов 6,7, 22 и 23 подключает тензорезистор 18 к источнику 1 и трансформатору 30, При этом информативна  составл юща  сигнала датчика ibRq. с вторичных обмоток трансформаторов 30 и 31 поступает на нуль-орган 32. Через промежуток времени между 1-м и 2-м

51А

импульсами с выхода делител  47 частоты , который необходим дл  срабатывани  контактов коммутатора, импульс второй шины дешифратора через схему ИЛИ 54 разрешает считывание информации с вьпсода блока 33 автоматики в регистр 34, управл ющий магазином 37 проводимостей,и через схему ИЛИ 55 подготавливает и запускает блок 33 автоматики.

В устройстве использован метод поразр дного уравновешивани , при котором с частотой тактовых импульсов производитс  последовательное подключение сопротивлений магазина 37 проводимостей параллельно резистору 2, В зависимости от соотношени  амплитуды сигналов, поступающих на трансформаторы 30 и 31 с тензоре- зистора 18 и резистора 2, зашунтиро- ванного соответствующей проводимость магазина 37, на каждом такте измерени  нуль-орган 32 вьщает сигнал управлени  на блок 33 автоматики, а через него на регистр 34, которьй или оставл ет соответствующее сопрртивление магазина 37 проводимостей подключенным параллельно резистору 2, или отключает его от резистора 2, тем самым уравновешива  сопротивлени  тензорезистора 18 и резистора 2, Так как соединение тензорезистора 18

осуществл етс  по лини м св зи 1, , внос щим искажени  в результат измерений , то сопротивление резистора 2, зашунтированное соответствующим набором проводимостей магазина 37,становитс  равным -суммарному сопротивлению тензорезистора 18 и линий св зи 1, (эквивалентное сопротивление тензорезистора 18).

Третий синхроимпульс, поступивший на дешифратор 49, снимает разреП тый синхроимпульс выключает регистр 35 и выдает сигнал на следую- 25 1чую, п тую, шину, которьй переводит триггер 52 .в исходное состо ние, отключа  резистор 20 и магазин 38 от источника 1 питани  и трансформатора 30. Кроме того, он взводит триг гер 51, который через узел 15 управ- с помощью контактов 8, 9, 24 и 25 подключает тензорезистор 19 через линии св зи 1 к источнику 1 питани  и трансформатору 30.

Шестой синхроимпульс, снимаемый с шестой шины дешифратора 49, через схему ИЛИ 54 разрешает считывание информации с блока 33 информации в регистр 34, управл ющий магазином 37. Кроме того, он через схему ИЛИ 55 подготавливает и пускает блок 33 автоматики Далее производитс  уравновешивание сопротивлений описанным выше способом. По окончании уравно35

40

шение на считьтание информации с бло- 45 вешивани  сопротивление резистора 2

ка 33 автоматики в регистр 34 и выдает сигнал на третью шину дешифра- . тора 49, перебрасывающий триггер 50 в исходное состо ние, т.е. отключающий тензорезистор 18 от источника 1 питани  и от трансформатора 30. Кроме того, он взводит триггер 52, с выхода которого сигнал управлени  поступает на узел 16, и с помощью кон- тактой 10,11,26 и 27 подключает резистор 20 к источнику 1 питани  и трансформатору 30 через те же линии св зи 1, , которыми бьш подключен к этим блокам тензорезистор 18.

50

55

равно эквивалентному сопротивлению тензорезистора 19.

Седьмой синхроимпульс выключает регистр перебрасывает триггер 51 в исходное состо ние, а также взводит триггер 53, которьй-с помощь узла 17 управлени  контактами 12, 13, 28 и 29 подключает резистор 21 и параллельно подключенный к нему мага зин 39 проводимостей к источнику 1 питани  и к первичной обмотке трансформатора 30 через линии св зи 1.

Восьмой синхроимпульс через схему ИЛИ 55 подготавливает и включает

5

0

Четвертый синхроимпульс, снимаемый с четвертой шины дешифратора 49, через схему ИЛИ 55 подготавливает и пускает блок 33 автоматики и разрешает считьшание информации в регистр 35, который управл ет подключением сопротивлений магазина 38 проводимостей параллельно резистору 20. Аналогично происходит уравновешивание сопротивлени  резистора 2, зашунтированного соответствующим набором проводимостей магазина .37 и равного эквивалентному сопротивлению тензорезистора 18, с сопротивлением резистора 20 путем пор зр дно- го шунтировани  резистора 20 сопротивлени ми магазина 38 проводимостей . По окончании уравновешивани  эквивалентное сопротивление резистора 20 равно эквивалентному сопротивлению тензорезистора 18.

П тый синхроимпульс выключает регистр 35 и выдает сигнал на следую- 5 1чую, п тую, шину, которьй переводит триггер 52 .в исходное состо ние, отключа  резистор 20 и магазин 38 от источника 1 питани  и трансформатора 30. Кроме того, он взводит триггер 51, который через узел 15 управ- с помощью контактов 8, 9, 24 и 25 подключает тензорезистор 19 через линии св зи 1 к источнику 1 питани  и трансформатору 30.

Шестой синхроимпульс, снимаемый с шестой шины дешифратора 49, через схему ИЛИ 54 разрешает считывание информации с блока 33 информации в регистр 34, управл ющий магазином 37. Кроме того, он через схему ИЛИ 55 подготавливает и пускает блок 33 автоматики Далее производитс  уравновешивание сопротивлений описанным выше способом. По окончании уравно0

35

40

0

5

равно эквивалентному сопротивлению тензорезистора 19.

Седьмой синхроимпульс выключает регистр перебрасывает триггер 51 в исходное состо ние, а также взводит триггер 53, которьй-с помощью узла 17 управлени  контактами 12, 13, 28 и 29 подключает резистор 21 и параллельно подключенный к нему магазин 39 проводимостей к источнику 1 питани  и к первичной обмотке трансформатора 30 через линии св зи 1.

Восьмой синхроимпульс через схему ИЛИ 55 подготавливает и включает

блок 33 автоматики и разрешает считывание информации в регистр 36,управл ющий магазином 39 проводи- мсстей. Производитс  уравновешивание сопротивлений, в конце которого сопротивление резистора 21, зашунти- рованного соответствующим набором проводимостей магазина 39, равно эквивалентному сопротивлению тензоре- зистора 19.

Дев тый синхроимпульс переводит триггер 53 в исходное состо ние,отключа  резистор 2 и магазин 39 проводимостей от источника 1 питани , .а также разрешает перезапись кодов подобранных проводимостей из регистров 35 и 36 через блок вентилей в запоминающее устройство 41.

Блок 43 используют затем в качестве имитатора датчика дл  воспроизведени  сопротивлений тензорезис- торов 18 и 19 при градуировке датчика с территориально удаленными стационарными лини ми св зи и измерительным устройством. Дл  этого имитатор , перенос т на испытательный стенд, где цепи питани  и измерительные цепи резисторов 20 и 21 с подключенными к ним магазинами 35 и 36 проводимостей подключают через стационарные линии св зи 1, к измерительному устройству 57, а управление на соответствуюоу1е проводимости магазинов 38 и 39 с регистров 35 и 36 подают с выхода ЭВМ 58, куда считываютс  результаты измерений сопротивлений тензорезисторов 18 и 19 с запоминающего устройства 41, записанные в цифровом виде в ходе воздей стви  на датчик усили ми, задаваемыми от испытательной машины 56.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  сигналов параметрических преобразователей.

   содержащее коммутатор, источник питани  преобразовател , два трансформатора с последовательно-встречно вклю- ченными вторичными обмотками, соединенными с входом нуль-органа, последовательно соединенные с источником питани  преобразовател  узел компенсации неинформативной составл ющей

   JO сигнала преобразовател  и опорный

   резистор, соединенный с первичной обмоткой первого трансформатора, блок автоматики, вход которого соединен с выходом нуль-органа, и узел синхро15 низации, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений и расширени  функциональных возможностей, устройство дополнительно снабжено запоминающим

   20 устройством, .двум  резисторами,соединенными в полумост, трем  регистрами управлени , трем  управл ющими магазинами проводимостей и блоком вентилей, при этом каждый дополни25 тельный резистор через контакты коммутатора соединен с цепью питани  преобразовател  с первичной обмоткой второго трансформатора, каждый магазин проводимостей соединен соответ30 ственно параллельно опорному и двум дополнительным резисторам, информационные входы регистров соединены между собой и с выходом блока автоматики , управл ющие входы регистров соединены с выходами блока синхронизации , а выходы регистров соединены с управл ющими входами магазинов проводимостей, выходы второго и третьего регистров управлени  соеди- 40 йены с информационными входами блока вентилей, управл ющий вход и выходы которого соединены соответственно с выходом блока синхронизации и входами запоминающего устройства,

   д которое в свою очередь имеет клеммы подключени  потребител .

   35