Тензорезисторный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, к средствам измерения механических величин злектрическими методами с использованием тензорезисторов для преобразования механических деформаций в электрический сигнал. Целью изобрегения является повышение точности и помехозащищенности путем исключения влияния соединитель ных линий за.счет использования спе циальной схемы включения четьфех диф ференциальных усилителей с помощью четырехпроводной линии связи. На чертеже приведена принципиаль,ная схема тензорезисторного преобразователя. Тензорезисторный преобразователь содержит рабочий тензорезистор 1, последовательно включенный с компенсационным тензорезистором2, источник 3 тока, первый вывод выхода которого соединен с общей точкой первой пары последовательно включенных нормально замкнутого 4 и нормально разомкнутого 5 контактов переключателя 6, выход нормально замкнутого контакта 4 соединен с входом рабочего тензорезистора 1, выход нормально разомкнутого контакта 5 соединен с входом компенсационного тензорезисто ра 2, второй вывод выхода источника тока соединен с общей шиной и с общей точкой второй пары последователь но включенных нормально замкнутого 7 и нормально разомкнутого 8 контактов переключателя 6, выход нормально замкнутого 1сонтакта 7 соединён с вхо дом компенсационного тензорезистора выход нормально разомкнутого контакта 8 соединен с входом рабочего тензорезистора 1, первьй дифференциальный усилитель 9, неинвертирующий вход которого соединен с входом рабочего тензорезистора 1, выход - с выходной клеммой преобразователя, во семь равных между собой прецизионных резисторов 10-18, включенных последовательно, первьш резистор 10 соединен с выходом преобразователя, а резистор 17 соединен с общей шиной второй дифференциальный усилитель 18 неинвертирующий вход которо-го соединен с выводом рабочего тензорезистора 1 со стороны его соединения с ком пенсационным тензорезистором 2, инвертирующий вход этого усилителя сое динен с общей точкой резисторов 12 и 13, а выход соединен с общей точкой резисторов 11 и 12, третий дифференциальный усилитель 19, неинвертирующий вход которого соединен с входом компенсационного тензорезистора 2, инвертирующий вход соединен с общей точкой резисторов 14 и 15, выход усилителя соединен с общей точкой резисторов 13 и 14, четвертый дифференциальный усилитель 20, неинвертирующий вход которого соединен с вьшодом компенсационного тензорезистора 2 со стороны его соединения с рабочим тензорезистором 1 инвертирующий вход соединен с общей точкой резисторов 16 и 17, выход - с общей точкой резисторов 15 и 16, и инвертирующий вход первого дифференциального -усилителя 9 соединен с общей точкой резисторов 10 и 1 1. Тензорезисторный преобразователь работает следующим образом. Для указанного на чертеже первого положения переключателя 6 .примем, что сопротивления R тензорезисторов 1 и 2 равны меноду собой и. в результате деформации получили значения ТГ тензорезистора 1 R +uR, а тензорезистора 2-R-uR, сопротивление провода и переходное сопротивление нормально замкнутого контакта 7 ключа 6 равным uRj, а сопротивление провода, соединяющего тензорезистор 1 с тензорезистором 2, -&R. Тогда на неинвертирующий вход усилителя 20 действует напряжение Ua,(jj, I(R-uR+AR, где I - ток от источника 3 тока, протекающий через тензорезисторы. Инвертирующий вход усилителя 20 соединен с корпусом. Выходное напряжение на усилителе 20 равно .ьиао 2ивых.о 2I(,).; На неинвертирующий вход усилителя 19 поступает напряжение Ug ,„ I&R,, а на неинвертирующий вход этого усилителя - Ug еы.,, 2i(R &R+AR,). Напряжение на выходе усилителя 19 равно. Ue6,xig . 2Ue,« -U,,,3 (R-uk) -2lbR2 -21(R-e.R), Напряжение на неинвертирующем входе усилителя 18 равно I(uR,,+R-AR- -uR2 -) : 1 ( uRf + AR ) +1( R- &R), a напряжение на инвертирующем входе