00
оо
со sD
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций машиностроительных конструкций.
Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения стабильности питания тензомоста путем включения в диагональ питания тензомоста источника тока с внутренним источником тока.
На чертеже представлена структурная схема тензопреобразователя.
Тензопреобразователь содержит источник 1 питания, тензомост 2, измерительная диагональ которого соединена с неинвер- тируюшими входами преобразователей 3 и 4
ное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники 14 и 15 тока предназначены для задания начальных токов преобразователей напряжение-ток, задающих начальное вы5 ходное напряжение преобразователя 12 ток-напряжение и для термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразователя. Источник 16 опорного напряжения вырабатывает стабилизированное постоянное пряжение, поступающее на управляющие входы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 - согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истоко20
напряжение-ток, каждый из которых выпол- 15 вого повторителя с нулевым смещением.
Истоковые резисторы 20 и 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19 и 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока.
Тензопреобразователь работает следующим образом.
Источник 17 тока вырабатывает ток, не зависящий от величины нагрузки и величины напряжения источника 1 питания
Uor,
Ru
где / - ток источника 17 тока; fJon-опорное напряжение; 24- токозадающий резистор 24.
нен в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6 полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и 10, входной резистор 11, включенный между инвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователь 12 ток-напряжение, выполненный в виде операционного усилителя 13 с отрицательной обратной связью, инвертирующий и неинвертирующие входы которого соответственно соединены со стоками полевых транзисторов 7, 8 и через токоограни- чительные резисторы 9 и 10 - с плюсом источника 1 питания, источники 14 и 15 тока, один из выходов которых соединен со стоком соответствующего полевого транзистора 7, 8 и инвертирующим входом соответствующего операционного усилителя 5 и 6, а другой выход соединен с «Минусом источника 1 питания, источник 16 опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами источников 14 и 15 тока, источник 17
25
30
/,
(1)
Ток источника 17 тока создает на изметока, состоящий из операционного усили- 35 рительной диагонали тензомоста 2 разность
теля 18, выход которого соединен с затвором полевого транзистора 19, исток которого через стоковый резистор 20 соединен со стоком полевого транзистора 21, исток которого через истоковый резистор 22 соединен с его затвором и с «Минусом источника 1 питания, биполярного транзистора 23, база которого соединена со стоком полевого транзистора 21, коллектор соединен со стоком полевого транзистора 19 и с клеммой «Плюс источника 1 питания, а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста 2, другая вершина диагонали питания тензомоста 2 через токозадающий резистор 24 соединена с «Минусом источника 1 питания и с инвертирующим входом
40
падения напряжения, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Напряжение с измерительной диагонали тензомоста 2 преобразуется преобразователями 3 и 4 напряжение-ток на входном резисторе 11 в ток
I -.
вых г,
A:ii
(2)
45
где/вых - выходной ток преобразователей 3
и 4;
&.U - напряжение разбаланса тензомоста;
-входной резистор 11. Преобразователь 12 ток-напряжение преобразует ток /вых в напряжение, которое является выходным напряжением всего
операционного усилителя 18, неинвертирую- 50 тензопреобразователя. Коэффициент преобщий вход соединен с выходом источника 16 опорного напряжения.
Преобразователь 3 и 4 напряжение-ток преобразуют напряжение разбаланса тензомоста 2 в ток, величина которого ограничивается входным резисто)ом 11. Преобразователь 12 ток-напряжение образует на своем выходе, являющемс) выходом тензопреобразователя, напряжение, пропорциональ55
разования тока в напряжение определяется отнощением суммы резисторов, стоящих в обратных связях операционного усилителя 13 преобразователя 12 ток-напряжение к величине входного резистора 11.
Введение в устройство источника 17 тока исключает влияние нестабильности источника 1 питания на тензомост 2 и влияние изменения сопротивления длинных соединительное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники 14 и 15 тока предназначены для задания начальных токов преобразователей напряжение-ток, задающих начальное выходное напряжение преобразователя 12 ток-напряжение и для термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразователя. Источник 16 опорного напряжения вырабатывает стабилизированное постоянное напряжение, поступающее на управляющие входы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 - согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смещением.
Uor,
Ru
/,
(1)
Ток источника 17 тока создает на изме0
падения напряжения, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Напряжение с измерительной диагонали тензомоста 2 преобразуется преобразователями 3 и 4 напряжение-ток на входном резисторе 11 в ток
I -.
вых г,
A:ii
(2)
где/вых - выходной ток преобразователей 3
и 4;
&.U - напряжение разбаланса тензомоста;
-входной резистор 11. Преобразователь 12 ток-напряжение преобразует ток /вых в напряжение, которое является выходным напряжением всего
ензопреобразователя. Коэффициент преоб5
разования тока в напряжение определяется отнощением суммы резисторов, стоящих в обратных связях операционного усилителя 13 преобразователя 12 ток-напряжение к величине входного резистора 11.
Введение в устройство источника 17 тока исключает влияние нестабильности источника 1 питания на тензомост 2 и влияние изменения сопротивления длинных соединительных линий, подключающих тензомост к тен- зопреобразователю.
Введение в источник 17 тока операционного усилителя 18, согласованной пары полевых транзисторов 19 и 21, биполярного транзистора 23 увеличивает его температурную стабильность, линейность и нагрузочную способность источника тока.
Операционный усилитель 18, включенный по схеме с отрицательной обратной связью, отрабатывает на своем инвертирующем входе напряжение источника 16 опорного напряжения ПопТак как Uon и ток, текущий через тензомост 2, не зависят от напряжения питания тензопреобразователя, то и напряжение на измерительной диагонали тензомоста 2 не зависит от изменения напряжения питания.
Формула изобретения
Тензопреобразователь, содержащий источник питания, тензомост, измерительная диагональ которого соединена с неинверти- рующимк входами первого и второго преобразователей напряжение-ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, полевого транзистора и токоограничительного резистора, входной резистор, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей преобразователей напряжение-ток, преобразователь ток-напряжение, выполненный в виде третьего операционного усилителя с отрицательной .обратной связью, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соот
ветственно соединены со стоками полевых транзисторов первого и второго преобразователей напряжение-ток и через токоогра- ничительные резисторы - с плюсом источника питания, первый и второй источники тока, один из выходов которых соединен с истоком соответствующего полевого транзистора и инвертирующим входом соответствующего операционного усилителя преобразователя напряжение-ток, а другой выход соединен с «Минусом источника питания, источник опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго источников тока, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений за счет увеличения стабиль5 ности питания тензомоста, тензопреобразо- ватель снабжен третьим источником тока, состоящим из четвертого операционного усилителя, выход которого соединен с затвором третьего полевого транзистора, исток
Q которого через первый истоковый резистор соединен со стоком четвертого полевого транзистора, исток которого через второй истоковый резистор соединен с его затвором и с «Минусом источника питания, биполярного транзистора, база которого соединена
5 со стоком четвертого полевого транзистора, коллектор соединен со стоком третьего полевого транзистора и с клеммой «Плюс источника питания, а эмиттер соединен с одной из верщин диагонали питания тензомоста, другая верщина диагонали питания тензомоста через токозадающий резистор соединена с «Минусом источника питания и с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опор- чого напряжения.
0
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Тензопреобразователь | 1987 |
|
SU1490458A2 |
Тензопреобразователь | 1984 |
|
SU1245867A1 |
Тензопреобразователь | 1986 |
|
SU1411570A1 |
Тензопреобразователь | 1987 |
|
SU1714335A1 |
БИПОЛЯРНО-ПОЛЕВОЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ | 2015 |
|
RU2583760C1 |
ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА РАЗБАЛАНСА ТЕНЗОМОСТА С УМЕНЬШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ | 2009 |
|
RU2395060C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ | 2010 |
|
RU2430342C1 |
Аналоговое времязадающее устройство | 1979 |
|
SU836789A1 |
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ | 1995 |
|
RU2082129C1 |
Тензометрический усилитель с автоматической установкой нуля | 1985 |
|
SU1448287A1 |
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации машиностроительных конструкций. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения стабильности питания. Источник 17 тока, включенный в диагональ питания тензомоста 2, вырабатывает стабилизированный ток. Транзисторы 19, 21 - согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смеш,ением. Истоковые резисторы 20, 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19, 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока. 1 ил.
Тензопреобразователь | 1984 |
|
SU1245867A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1988-03-15—Публикация
1985-12-23—Подача