Тензопреобразователь Советский патент 1986 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, к средствам измерения механиче ских величин электрическими методами с использованием тензорезисторных мостов.

Целью изобретения является повышение точности измерений,за счет ввода коррекции аддитивной и мультипликативной погрешностей с помощью сумматора и управляемых дискретных делителей.

На чертеже представлена функциональная схема тензоцреобразователя.

Тензопреобразователь содержит тензо- резисторный мост 1, термочувствительный мост 2, в одно плечо которого включена диагональ питания тензорезисторного моста 1, источник 3 питания, выход которого соединен с диагональю питания термочувст- вительного моста 2, дифференциальный усилитель 4, вход которого соединен с выходной диагональю термочувствительного моста 2, аналоговый сумматор 5 напряжений, первые два входа которого соединены с выходной диагональю тензорезисторного моста 1, первый дискретный управляемый делитель 6 напряжения, выход которого соединен с третьим входом аналогового сумматора 5, второй дискретный делитель 7 напряжения, выход которого соединен с пятым входом аналогового сумматора 5 напряжений, нуль- орган 8, вход которого соединен с выходом аналогового сумматора 5, блок 9 управления, вход которого соединен с выходом нуль- органа 8, а выход - с управляющими входами дискретных управляемых делителей 6 и 7 напряжений, вход дискретного управляемого делителя б соединен с выходом источника 3 питания, а вход дискретного делителя 7 соединен с выходом дифференциального усилителя 4 и четвертым входом сумматора 5.

Тензопреобразователь работает следующим образом.

Тензомост 1 преобразует механические деформации объекта в электрический сигнал, который поступает на входы аналогового сумматора 5 напряжений. Термочувствительный мост 2 преобразует температуру тензорезисторного моста 1 в напряжение.

Термочувствительным элементом является сопротивление диагонали питания тензорезисторного моста 1. Выходное напряжение термочувствительного моста, усиленное дифференциальным усилителем 4, поступает на четвертый вход аналогового сумматора 5 и на вход второго дискретного управляемого делителя 7, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное приращению температуры тензомоста 1 и выходному коду, поступающему из блока 9 управления. Это напряжение, пропорциональное мультипликативной составляющей температурной погрещ- ности, поступает на вход аналогового сумматора 5.

Первый управляемый делитель 6 преобразует напряжение источника 3 питания в

напряжение, пропорциональное выходному коду блока 9 управления.

Выходные напряжения тензорезисторного моста 1 делителей 6 и 7 дифференциального усилителя 4 суммируются аналоговым сумматором Бис его выхода напряжение поступает на вход нуль-органа 8, с выхода которого командный сигнал поступает на вход блока 9 управления. Блок 9 управления вырабатывает последовательно возрастающие коды управления делителями 6 и 7 до тех пор, пока на выходе сумматора 5 напряжение станет равным нулю. В этом случае код, поступающий на управляющие входы делителей 6 и 7, пропорционален деформации тензопреобразователя без аддитивной и мультипликативной погрещностей.

Для облегчения настройки тензопреобразователя коэффициенты передачи входов аналогового сумматора 5 напряжений целесообразно выбирать из следующих соотношений

ki kik2 -k; ks -k

RT

R,+-R

Кт„Хп

k4

, ОС , , p

к pt- , к 5 К Лгг

vR,,vRt,

5 0

5 0

5

0

5

где ki и k2 - масштабные коэффициенты входов, подключенных к измерительной диагонали тензорезисторного моста 1;

ka -масштабный коэффициент входа, подключенного к выходу первого управляемого делителя 6 напряжения;

k4 -масштабный коэффициент входа, подключенного к выходу дифференциального усилителя 4;

ks -масштабный коэффициент входа, подключенного к выходу второго управляемого делителя 7 напряжения;

k - заданный коэффициент передачи первого входа сумматора;

RTM- сопротивление диагонали питания моста при некоторой фиксированной температуре, принятой за нормальную;

R - сопротивление резистора, включенного последовательно с тен- зомостом 1 и источником 3 питания тензорезисторного моста;

RTM- коэффициент чувствительности тензорезисторного моста 1 к измеряемой величине;

Хт - верхний предел измерений тензопреобразователя;

а - температурный коэффициент смещения нуля тензорезнстор- ного моста;

7 - температурный коэффициент сопротивления диагонали питания тензорезисторного моста;

Ry - коэффициент усиления дифференциального усилителя 4; р - температурный коэффициент чувствительности тензорезис- торного моста.

Формула изобретения

Тензопреобразователь с температурной коррекцией, содержащий тензорезисторный мост, термочувствительный мост, в одно пле- 40 которого включена диагональ питания тензорезисторного моста, источник питания, выход которого соединен с диагональю питания термочувствительного моста, дифференциальный усилитель, вход которого соединен с выходной диагональю термочувст- вительного моста, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен

аналоговым сумматором напряжений, первые два входа которого соединены с выходной диагональю тензорезисторного моста, первым и вторым дискретными управляемыми делителями напряжения, выходы которых соединены соответственно с третьим и пятым входами аналогового сумматора напряжений, нуль-органом, вход которого соединен с выходом аналогового сумматора- напряжений, блоком управления, вход которого соединен с выходом нул ь-органа, а выход - с управляющими входами обоих дискретных управляемых делителей напряжения, вход первого дискретного управляемого делителя напряжения соединен с источником питания, а вход второго дискретного управляемого делителя напряжения - с выходом дифференциального усилителя и четвертым входом аналогового сумматора напряжений.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения механических величин электрическими методами с использованием тензорезисторных мостов. Целью изобретения является повышение точности тензопреобразователя за счет исключения аддитивной и мультипликативной погрешностей. Тензопреобразова- тель снабжен аналоговым сумматором напряжений с управляемыми дискретными делителями напряжения на входе. На входы аналогового сумматора поступает сигнал с диагонали тензорезисторного моста непосредственно, напряжение с первого управляемого дискретного делителя, пропорциональное деформации тензорезисторного моста, напряжение температурной коррекции с выходной диагонали термочувствительного моста и напряжение, пропорциональное мультипликативной погрешности, определенное как произведение напряжения температурной коррекции на деформацию тензорезисторного моста. Выходная информация о деформации представлена в коде. 1 ил. UD N3 Ю СО сд О5 О1