Способ формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов одиночных тензорезисторов Российский патент 2024 года по МПК G01R1/20 H01C10/16 

Описание патента на изобретение RU2830143C1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для формирования заданного количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора при проведении метрологических исследований, калибровки и поверки быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме.

Повышение точности установления функции преобразования при проведении метрологических исследований, поверки и калибровки тензометрической системы может быть достигнуто при увеличении количества эталонных значений приращения сопротивления в пределах диапазона измерения системы. При выполнении упомянутых метрологических работ нередко применяют магазины сопротивления, задавая вручную приращения сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора. Проведение метрологических исследований с применением магазина сопротивления требует больших затрат времени, ручного труда и неизбежных ошибок в задании величины приращения сопротивления при большом количестве измерительных каналов в системе, поэтому системы стали оснащать автоматическими тензокалибраторами, в состав которых входят имитаторы сигналов тензорезисторов. Известные способы формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторах сигналов тензорезисторов не обеспечивают формирование необходимого количества ступеней приращения сопротивления при минимальном суммарном количестве прецизионных резисторов. Поэтому появилась потребность в создании способа формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторах сигналов тензорезистора для автоматических тензокалибраторов, в котором имеется возможность формировать любое количество ступеней приращения сопротивления.

Известен способ, который используется для формирования заданного количества ступеней приращения сопротивления в четырехпроводном имитаторе сигналов тензорезистора (Патент РФ №2724321 «Способ формирования ступеней приращения сопротивления в четырехпроводном имитаторе сигналов тензорезистора и имитатор сигналов тензорезистора»). Способ заключается в том, что выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, последовательно через ключевые элементы коммутаторов к их выходам подключают выводы цепей m-1 и n-1 резисторов, на их выходах формируют напряжения, пропорциональные приращениям сопротивлений ступеней имитатора с шагом R1. Сопротивления R0, R1 и R2 рассчитывают по формулам для обеспечения формирования количества m×(n-1)+1 ступеней приращения сопротивления.

Недостатком данного способа является невозможность обеспечения формирования необходимого количества ступеней приращения сопротивления при минимальном суммарном количестве прецизионных резисторов.

Известен способ, который используется для формирования заданного количества ступеней приращения сопротивления в четырехпроводном имитаторе сигналов тензорезистора, реализованный в автоматическом калибратора (Патент РФ №2773270 «Автоматический калибратор каналов измерения сигналов датчиков измерительных систем», выбран в качестве прототипа). Способ заключается в том, что выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, последовательно через ключевые элементы коммутаторов к их выходам подключают выводы цепей m-1 и n-1 резисторов, на их выходах формируют напряжения, пропорциональные приращениям сопротивлений ступеней имитатора с шагом R1. Сопротивления R0, R1 и R2 рассчитываются по формулам для обеспечения формирования количества m×n ступеней приращения сопротивления.

Недостатком данного способа, также как в аналоге, является невозможность обеспечения формирования необходимого количества ступеней приращения

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей формирователя ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов тензорезистора, предназначенного для формирования m×n ступеней приращения сопротивления для обеспечения формирования любого количества ступеней приращения сопротивления при минимальном суммарном количестве резисторов цепочек m-1 резисторов и n-1 резисторов.

Технический результат в способе формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов одиночных тензорезисторов достигается тем, что в имитаторе сигналов тензорезисторов, который состоит из коммутаторов К1 и К2 и формирователя ступеней приращения сопротивления тензорезистора, представляющего собой цепь последовательно соединенных резисторов, один из которых является опорным и имеет сопротивление R0, один вывод которого соединен последовательно с первым выводом цепи из m-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R1, а другой вывод соединен с первым выводом цепи из n-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R2, m и n нечётные числа, при этом m может быть больше, равно или меньше n, последний вывод цепи из m-1 резисторов соединен с первым выходом источника тока I, последний вывод цепи из n-1 резисторов соединен со вторым выходом источника тока I, выводы цепи m-1 резисторов пронумерованы с 1 по m и подключены к входам коммутатора К1, выводы цепи из n-1 резисторов пронумерованы с m+1 по m+n и подключены к входам коммутатора К2, на выходах этих коммутаторов формируют напряжение, пропорциональное сопротивлению соответствующих ступеней имитатора, заключающийся в том, что выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, выбирают соотношение, по которому рассчитывают возможное количество формируемых имитатором ступеней приращения сопротивления k1=m×n, последовательно через ключевые элементы коммутаторов к их выходам подключают выводы цепей m-1 и n-1 резисторов, на их выходах формируют напряжения, пропорциональные приращениям сопротивлений ступеней имитатора с шагом R1, дополнительно определяют требуемое количество ступеней приращения сопротивления k2, которое формирует имитатор, выбирают величины m и n так, чтобы величина k1 была максимально приближена к величине k2, определяют из соотношения a=k1-k2, на сколько большее количество ступеней может формировать имитатор по сравнению с требуемым количеством, при этом количество требуемых максимально отрицательных и максимально положительных ступеней будет меньше на a/2 по отношению к величине таких же ступеней k1, рассчитывают величину сопротивления опорного резистора из соотношения R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1, где R1=(2×ΔR)/(k2-1), величину сопротивления резистора цепи n-1 резисторов из соотношения R2=m×R1, подключают к коммутатору К1 вывод 1+a/2, а к коммутатору К2 вывод m+1, при этом формируют на выходах коммутаторов напряжение, равное I×(Rн-ΔR), что соответствует напряжению минимального сопротивления максимальной отрицательной ступени имитатора, для формирования последующих ступеней последовательно подключают к коммутатору К1 выводы цепей m-1 резисторов и n-1 резисторов, завершают формирование ступеней приращения сопротивления после того, как подключат к входу коммутатора К2 вывод m+n, а к входу коммутатора К1 тот вывод цепи из m-1 резисторов, который обеспечивает формирование максимальной положительной из k2 ступени приращения сопротивления имитатора, при этом на выходах коммутаторов К1 и К2 формируют напряжение, равное I×(Rн+ΔR), таким образом сформируют k2=m×n-а ступеней приращения сопротивления.

Расчётная схема имитатора для реализации способа формирования ступеней приращения сопротивления приведена на фиг. 1.

На фиг. 2 приведена расчётная схема имитатора, предназначенного для формирования 11 ступеней приращения сопротивления.

На фиг. 3 приведена эквивалентная схема имитатора с резисторами из номинального ряда для реализации расчётной схемы имитатора фиг. 2.

Имитатор сигналов тензорезистора, реализующий способ формирования ступеней приращения сопротивления, состоит из коммутаторов К1 и К2 и формирователя, который выполнен с возможностью формирования k1=m×n ступеней приращения сопротивления, и состоит из цепи последовательно соединенных резисторов. Один из резисторов этой цепи является опорным и имеет сопротивление R0. Этот резистор с одной стороны соединен последовательно с первым выводом цепи из m-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R1. С другой стороны опорный резистор соединен с первым выводом цепи из n-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R2. Числа m и n являются нечётными, при этом m может быть больше, равно или меньше n. Последний вывод цепи из m-1 резисторов соединен с первым выходом источника тока I, а последний вывод цепи из n-1 резисторов соединен со вторым выходом источника тока I. Выводы цепи m-1 резисторов пронумерованы с 1 по m и подключены к входам коммутатора К1. Выводы цепи из n-1 резисторов пронумерованы с m+1 по m+n и подключены к входам коммутатора К2. На выходах этих коммутаторов формируется напряжение, пропорциональное сопротивлению соответствующих ступеней имитатора. Управление коммутаторами осуществляется вручную или автоматически от устройства управления. Имитатор сигналов тензорезистора предназначен для формирования k2=k1-a ступеней приращения сопротивления. Величины сопротивлений резисторов рассчитаны по формулам R1=(2×ΔR)/(k2-1), R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1 и R2=m×R1.

При изготовлении имитатора сигналов тензорезистора выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, выбирают соотношение, по которому рассчитывают возможное количество формируемых имитатором ступеней приращения сопротивления k1=m×n. Выбирают величины m и n так, чтобы величина k1 была максимально приближена к величине k2, где k2 - требуемое количество ступеней приращения сопротивления. Определяют из соотношения a=k1-k2, на сколько большее количество ступеней может формировать имитатор по сравнению с требуемым количеством, при этом количество требуемых максимально отрицательных и максимально положительных ступеней будет меньше на a/2 по отношению к величине таких же ступеней k1. Далее рассчитывают величину сопротивления опорного резистора из соотношения R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1, где R1=(2×ΔR)/(k2-1). Величину сопротивления резистора цепи n-1 резисторов рассчитывают из соотношения R2=m×R1. Токовые выводы имитатора сигналов подключают к питающим выходам измерительной системы, а измерительные выводы к измерительным входам измерительной системы. Подключают к коммутатору К1 вывод 1+a/2, а к коммутатору К2 вывод m+1 при этом формируют на выходах коммутаторов напряжение U1=I×(Rн-ΔR), что соответствует напряжению минимального сопротивления максимальной отрицательной ступени имитатора. Для формирования последующих ступеней последовательно подключают к коммутатору К1 выводы цепей m-1 резисторов и n-1 резисторов, таким образом увеличивая сопротивления ступеней на величину R1. Завершают формирование ступеней приращения сопротивления после того, как подключат к входу коммутатора К2 вывод m+n, а к входу коммутатора К1 тот вывод цепи из m-1 резисторов, который обеспечивает формирование максимальной положительной из k2 ступеней приращения сопротивления имитатора, при этом на выходах коммутаторов К1 и К2 формируют напряжение Uk2=I×(Rн+ΔR), таким образом сформируют k2=m×n-а ступеней приращения сопротивления. Данный способ дает возможность сформировать любое нечетное количество ступеней приращений сопротивления (начиная с пяти ступеней) симметрично относительно нулевой ступени, на которой напряжение равно I×Rн, а ΔR=0. Номер нулевой ступени при этом равен (k2+1)/2, при этом сумма сопротивлений цепей m-1 и n-1 будет минимальной. Чем больше значения m и n, тем большее количество различных ступеней может сформировать имитатор сигналов одиночных тензорезисторов.

Способ формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов одиночных тензорезисторов осуществляют следующим образом. Выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, выбирают соотношение, по которому рассчитывают возможное количество формируемых имитатором ступеней приращения сопротивления k1=m×n. Выбирают величины m и n так, чтобы величина k1 была максимально приближена к величине k2, где k2 - требуемое количество ступеней приращения сопротивления. Определяют из соотношения a=k1-k2, на сколько большее количество ступеней может формировать имитатор по сравнению с требуемым количеством, при этом количество требуемых максимально отрицательных и максимально положительных ступеней будет меньше на a/2 по отношению к величине таких же ступеней k1. Далее рассчитывают величину сопротивления опорного резистора из соотношения R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1, где R1=(2×ΔR)/(k2-1). Величину сопротивления резистора цепи n-1 резисторов рассчитывают из соотношения R2=m×R1. Токовые выводы имитатора сигналов подключают к питающим выходам измерительной системы, а измерительные выводы к измерительным входам измерительной системы. Подключают к коммутатору К1 вывод 1+a/2, а к коммутатору К2 вывод m+1, при этом формируют на выходах коммутаторов напряжение U1=I×(Rн-ΔR), что соответствует напряжению минимального сопротивления максимальной отрицательной ступени имитатора. Для формирования последующих ступеней последовательно подключают к коммутатору К1 выводы цепей m-1 резисторов и n-1 резисторов, таким образом увеличивая сопротивления ступеней на величину R1. Завершают формирование ступеней приращения сопротивления после того, как подключат к входу коммутатора К2 вывод m+n, а к входу коммутатора К1 тот вывод цепи из m-1 резисторов, который обеспечивает формирование максимальной положительной из k2 ступеней приращения сопротивления имитатора, при этом на выходах коммутаторов К1 и К2 формируют напряжение Uk2=I×(Rн+ΔR), таким образом сформируют k2=m×n-а ступеней приращения сопротивления. Данный способ дает возможность сформировать любое нечетное количество ступеней приращений сопротивления (начиная с пяти ступеней) симметрично относительно нулевой ступени, на которой напряжение равно I×Rн, а ΔR=0. Номер нулевой ступени при этом равен (k2+1)/2, при этом сумма сопротивлений цепей m-1 и n-1 будет минимальной. Чем больше значения m и n, тем большее количество различных ступеней может сформировать имитатор сигналов одиночных тензорезисторов.

При реализации способа формирования ступеней приращения сопротивления имитатор сигналов тензорезистора работает следующим образом. Перед началом работы токовые выводы имитатора сигналов подключают к питающим выходам измерительной системы, а измерительные выводы к измерительным входам измерительной системы. В качестве примера рассмотрим схему имитатора сигналов тензорезистора, которая приведена на фиг. 2. Данный имитатор предназначен для формирования k2=11 ступеней приращения сопротивления тензорезистора с номинальным сопротивлением Rн=100 Ом и диапазон приращения сопротивления ±ΔR=±2 Ом. При этом m и n выбраны таким образом, что количество ступеней k1=m×n, m=5, n=3, k1=15, и, следовательно, а=15-11=4. В результате расчёта вычислены значения сопротивлений R1=0,4 Ом, R2=2 Ом и сопротивление опорного резистора R0=97,2 Ом.

При изготовлении данного имитатора на прецизионных резисторах расчётных сопротивлений может не быть в номинальном ряду сопротивлений резисторов. Поэтому необходимо заменить в расчётной схеме сопротивления R0, R1 и R2 на эквивалентные им значения сопротивления входящих в номинальный ряд сопротивлений резисторов. Для этого рассчитывают эквивалентную схему с эквивалентными значениями R0, R1 и R2 по формулам, представленным ниже.

Рассчитывают эквивалентную схему сопротивления опорного резистора R0. Задают величину допустимого отклонения сопротивления эквивалентной схемы опорного резистора ±ΔR от его расчетного значения R0. Для формирователя используют прецизионные резисторы с сопротивлениями соответствующего номинального ряда. Из номинального ряда выбирают резисторы, которые образуют одну из цепочек, например, резисторы с сопротивлениями R3, R4, и R5. Сумму сопротивлений этих резисторов обозначим R0Н1. Сопротивление, шунтирующее сопротивление выбранной цепочки, неизвестно. Обозначим его R0НШ. Составляют уравнение для вычисления сопротивления R0НШ:(R0Н1×R0НШ)/(R0Н1+R0НШ)=R0. Решают это уравнение методом подбора неизвестного сопротивления до такой его величины, входящей в номинальный ряд, при которой эквивалентное сопротивление опорного резистора будет находиться в заданных пределах ±ΔR относительно сопротивления R0. Из найденного неизвестного сопротивления вычленяют сопротивления цепочки резисторов R6, R7 и R8, которые входят в номинальный ряд.

Рассчитывают эквивалентную схему цепей из m-1 резисторов, сопротивления которых входят в номинальный ряд. Задают величину ±ΔR допустимого отклонения эквивалентного сопротивления каждого из m-1 резисторов от его расчетного значения R1. При выполнении расчетов выбирают величину сопротивления резисторов, которые входят в цепочку из m-1 резисторов, формирующую ступени приращения сопротивления формирователя. Обозначим сумму сопротивлений этой цепочки R1Н1. На фиг. 3 это цепочка равных между собой сопротивлений резисторов R9-R12. Сопротивление, шунтирующее сопротивление выбранной цепочки, неизвестно. Обозначим его R1НШ. Сопротивление R1НШ вычисляют при решении уравнения (R1Н1×R1НШ)/(R1Н1+R1НШ)=R1. Решают это уравнение методом подбора неизвестного сопротивления до такой его величины, входящей в номинальный ряд, при которой эквивалентное сопротивления каждого из m-1 резисторов будет находиться в заданных пределах ±ΔR относительно сопротивления R1. Из найденного сопротивления R1НШ вычленяют сопротивления цепочки резисторов, которые входят в номинальный ряд. На фиг. 3 сопротивление R1НШ=R13.

Аналогично рассчитывают эквивалентную схему цепи из n-1 резисторов. На фиг. 2 расчётные значения сопротивлений R2 равны 2 Ом, поэтому на фиг. 3 в цепи n-1 резисторов поставлены сопротивления входящий в номинальный ряд.

Формирование ступеней имитатора осуществляется следующим образом. Напряжение U1 формируется при подключении выводов 3-6, далее для формирования U2 подключаются выводы 4-6, для формирования напряжения U3 подключаются выводы 5-6, для формирования напряжения U4 подключаются выводы 1-7, для формирования напряжения U5 подключаются выводы 2-7, для формирования напряжения U6 подключаются выводы 3-7, для формирования напряжения U7 подключаются выводы 4-7, для формирования напряжения U8 подключаются выводы 5-7, для формирования напряжения U9 подключаются выводы 1-8, для формирования напряжения U10 подключаются выводы 2-8, для формирования напряжения U11 подключаются выводы 3-8. Таким образом, для формирования ступеней k2=11, требуется завершение подключения выводов 3-8. Для другого количества ступеней k1 и k2 и других значений m и n количество выводов для формирования U1 и последующих ступеней до Uk2 будет другим.

По данному предложению выполнены соответствующие теоретические и экспериментальные исследования, которые показали возможность осуществления предложенного способа. Применение данного изобретения позволит проводить формирование заданного количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора при проведении метрологических исследований, калибровки и поверки быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме, а также обеспечит формирование необходимого количества ступеней приращения сопротивления при минимальном суммарном количестве прецизионных резисторов.

Похожие патенты RU2830143C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СТУПЕНЕЙ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОМ ИМИТАТОРЕ СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА И ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА 2019
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Левченко Михаил Александрович
RU2724321C1
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КАЛИБРАТОР КАНАЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 2021
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Лихачев Михаил Юрьевич
  • Ярошенко Сергей Иванович
RU2773270C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН МНОГОТОЧЕЧНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ С КОНТРОЛЕМ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Шевчук Вячеслав Васильевич
RU2324899C2
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КАЛИБРАТОР КАНАЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Лихачев Михаил Юрьевич
RU2724450C1
ИМИТАТОР ДИСКРЕТНОГО ДИСБАЛАНСА ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО МОСТА 2006
  • Шевчук Вячеслав Васильевич
RU2315325C1
ИМИТАТОР СИГНАЛОВ МОСТОВЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ 2021
  • Балунов Кирилл Андреевич
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Лихачев Михаил Юрьевич
  • Цаплев Юрий Николаевич
RU2772738C1
ЧЕТЫРЕХПРОВОДНЫЙ ИМИТАТОР ДИСКРЕТНОГО ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА 2003
  • Шевчук В.В.
RU2251115C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОТОЧЕЧНОЙ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ 2010
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Шевчук Вячеслав Васильевич
RU2417349C1
ИМИТАТОР СИГНАЛОВ МОСТОВЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ 2016
  • Долгов Александр Сергеевич
  • Зубов Евгений Георгиевич
RU2620895C1
КОММУТАТОР ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ИЗДЕЛИЯ ПРИ ИХ СБОРКЕ 2013
  • Федосов Алексей Александрович
RU2544357C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 830 143 C1

Реферат патента 2024 года Способ формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов одиночных тензорезисторов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для формирования заданного количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора при проведении метрологических исследований, калибровки и поверки быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме. Технический результат: расширение функциональных возможностей формирователя ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов тензорезистора, предназначенного для формирования m×n ступеней приращения сопротивления для обеспечения формирования любого количества ступеней приращения сопротивления при минимальном суммарном количестве резисторов цепочек m-1 резисторов и n-1 резисторов. Сущность: Выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR. Выбирают соотношение, по которому рассчитывают возможное количество формируемых имитатором ступеней приращения сопротивления k1=m×n. Последовательно через ключевые элементы коммутаторов к их выходам подключают выводы цепей m-1 и n-1 резисторов, на их выходах формируют напряжения, пропорциональные приращениям сопротивлений ступеней имитатора с шагом R1. Дополнительно определяют требуемое количество ступеней приращения сопротивления k2, которое формирует имитатор. Выбирают величины m и n так, чтобы величина k1 была максимально приближена к величине k2. Определяют из соотношения a=k1-k2, на сколько большее количество ступеней может формировать имитатор по сравнению с требуемым количеством, при этом количество требуемых максимально отрицательных и максимально положительных ступеней будет меньше на a/2 по отношению к величине таких же ступеней k1. Рассчитывают величину сопротивления опорного резистора из соотношения R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1, где R1=(2×ΔR)/(k2-1), величину сопротивления резистора цепи n-1 резисторов из соотношения R2=m×R1. Подключают к коммутатору К1 вывод 1+a/2, а к коммутатору К2 вывод m+1 при этом формируют на выходах коммутаторов напряжение, равное I×(Rн-ΔR), что соответствует напряжению минимального сопротивления максимальной отрицательной ступени имитатора. Для формирования последующих ступеней последовательно подключают к коммутатору К1 выводы цепей m-1 резисторов и n-1 резисторов. Завершают формирование ступеней приращения сопротивления после того, как подключат к входу коммутатора К2 вывод m+n, а к входу коммутатора К1 тот вывод цепи из m-1 резисторов, который обеспечивает формирование максимальной положительной из k2 ступени приращения сопротивления имитатора. При этом на выходах коммутаторов К1 и К2 формируют напряжение, равное I×(Rн+ΔR). 3 ил.

Формула изобретения RU 2 830 143 C1

Способ формирования ступеней приращения сопротивления в имитаторе сигналов одиночных тензорезисторов, который состоит из коммутаторов К1 и К2 и формирователя ступеней приращения сопротивления тензорезистора, представляющего собой цепь последовательно соединенных резисторов, один из которых является опорным и имеет сопротивление R0, один вывод которого соединен последовательно с первым выводом цепи из m-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R1, а другой вывод соединен с первым выводом цепи из n-1 резисторов, сопротивление каждого из которых равно R2, m и n нечетные числа, при этом m может быть больше, равно или меньше n, последний вывод цепи из m-1 резисторов соединен с первым выходом источника тока I, последний вывод цепи из n-1 резисторов соединен со вторым выходом источника тока I, выводы цепи m-1 резисторов пронумерованы с 1 по m и подключены к входам коммутатора К1, выводы цепи из n-1 резисторов пронумерованы с m+1 по m+n и подключены к входам коммутатора К2, на выходах этих коммутаторов формируют напряжение, пропорциональное сопротивлению соответствующих ступеней имитатора, заключающийся в том, что выбирают номинальное сопротивление имитируемого тензорезистора Rн и диапазон приращения сопротивления ±ΔR, выбирают соотношение, по которому рассчитывают возможное количество формируемых имитатором ступеней приращения сопротивления k1=m×n, последовательно через ключевые элементы коммутаторов к их выходам подключают выводы цепей m-1 и n-1 резисторов, на их выходах формируют напряжения, пропорциональные приращениям сопротивлений ступеней имитатора с шагом R1, отличающийся тем, что определяют требуемое количество ступеней приращения сопротивления k2, которое формирует имитатор, выбирают величины m и n так, чтобы величина k1 была максимально приближена к величине k2, определяют из соотношения а=k1-k2, на сколько большее количество ступеней может формировать имитатор по сравнению с требуемым количеством, при этом количество требуемых максимально отрицательных и максимально положительных ступеней будет меньше на а/2 по отношению к величине таких же ступеней k1, рассчитывают величину сопротивления опорного резистора из соотношения R0=Rн-ΔR-(a/2)×R1, где R1=(2×ΔR)/(k2-1), величину сопротивления резистора цепи n-1 резисторов из соотношения R2=m×R1, подключают к коммутатору К1 вывод 1+а/2, а к коммутатору К2 вывод m+1, при этом формируют на выходах коммутаторов напряжение, равное I×(Rн-ΔR), что соответствует напряжению минимального сопротивления максимальной отрицательной ступени имитатора, для формирования последующих ступеней последовательно подключают к коммутатору К1 выводы цепей m-1 резисторов и n-1 резисторов, завершают формирование ступеней приращения сопротивления после того, как подключат к входу коммутатора К2 вывод m+n, а к входу коммутатора К1 тот вывод цепи из m-1 резисторов, который обеспечивает формирование максимальной положительной из k2 ступени приращения сопротивления имитатора, при этом на выходах коммутаторов К1 и К2 формируют напряжение, равное I×(Rн+ΔR), таким образом сформируют k2=m×n-а ступеней приращения сопротивления.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2830143C1

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СТУПЕНЕЙ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОМ ИМИТАТОРЕ СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА И ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА 2019
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Левченко Михаил Александрович
RU2724321C1
СПОСОБ ФИКСАЦИИ УЗЛОВ НА КАПРОНОВЫХ СЕТЕМАТЕРИАЛАХ 0
  • Э. М. Мишина, Г. Ф. Никифорова, Т. Е. Промашкова, К. С. Тихоненко
  • А. Д. Бескакотова
SU196707A1
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КАЛИБРАТОР КАНАЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 2021
  • Витютин Геннадий Андреевич
  • Загидуллин Шамиль Магамедович
  • Зубов Евгений Георгиевич
  • Лихачев Михаил Юрьевич
  • Ярошенко Сергей Иванович
RU2773270C1
GB 8604125 D0, 26.03.1986
JP 2003076034 A, 14.03.2003.

RU 2 830 143 C1

Авторы

Зубов Евгений Георгиевич

Загидуллин Шамиль Магамедович

Витютин Геннадий Андреевич

Лихачев Михаил Юрьевич

Левченко Михаил Александрович

Белая Алина Руслановна

Нефёдова Александра Александровна

Даты

2024-11-13Публикация

2024-08-05Подача