Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометрического импульсного моста Советский патент 1989 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к информа- ционно-иямеритбшьной технике, промышленной электронике и может быть использовано в тензометрических ройствах, в которых питание измерительных мостов осуществляете импульсным напряжением, в информационно-измерительных системах, а также при измерении и контроле посредством мостовых цепей с импульсньм питанием параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементных двухполюсников.

Цел15 изобретения - повьппение точности преобразования малых сигналов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для преобразования напряжения нераннонесия тензомет рического импульсного моста.

Устройство для цреобразования напряжения неравновесия тензометри- ческого импульсного моста для примера ограничено тремя каскадами 1 - 3 .усиления. К выходам каскадов 1 и 2 усиления подключены синхронные детекторы 4 и 5, представляющие собой полевые транзисторы 6 и 7, стоки которых через электронные ключи 8 и 9 соединены с шиной питания одной полярности, через последовательно соединенные резистор 10{ll) и электронный ключ 12(13) соединены с шиной питания другой полярности. Входом каждого синхронного детектора 4(5) является вьгеод затвора полевого транзистора Вход каждого синхронного детектора 4(5) соединен с выходом предыдущего усыпительного каскада 1(2) и через резистор 14(15) подключен к общей шине. Выход синхронных детекторов 4 и 5 - вывод истока полевого транзистора. Между выходом каждого синхронного детектора 4(5) и общей шиной включены конденсаторы 1 6 и 17,

Блок 18 управляет синхронными детекторами и электронными ключами, к соответствующим выходам блока 18 подключены управляющие входы всех синхронных детекторов 4 и 5 и задаю- 1ЧИЙ генератор 19, выход которого сое динен с входом блока 18 управления синхронными детекторами и ключами, Две пары синхронных ключей 20 и 21, 22 и 23 каждая соединены с соответствующим синхронным детектором таким образом, что выход синхронного детею

-

-S6899 2

тора 4(5) соединен с одним из 1 лючей 20(22) пары, каждый из которых выполнен на полевом транзисторе 24(25), сток которого соединен через электронный ключ 26(27) с шиной питания одной полярности, исток через последовательно соединенные резистор 28(29) и электронный ключ 30(31) - с

0 шиной питания другой полярности.Входы ключей 20 и 22 - выводы затворов полевых транзисторов 24 и 25 соединены с выходам своих синхронных детекторов 4 и 5 и через резисторы 32 5 и 33 соединены с общей щиной. Выходы ключей 20 и 22 - выводы истоков полевых транзисторов 24 и 25 соединены с входа:ми последующих каскадов 2 и 3 усиления. Синхронные детекторы через 20 ДРУГ ой электронный ключ 21(23) соединены с общей шиной, причем управляю- nwe входы всех электронных ключей 8,9,12,13,21,23,26,27,30 и 31 соединены с соответствующими выходами бло25 ка 18 управления. На вход первого каскада 1 усиления сигнал поступает с выхода блока 34 измерения, причем блок 34 измерения синхронизован с за- дающим генератором 19, т.е. имеется

2Q связь между задающим генератором 19 и блоком 34-,

В устройстве для преобразования напряжения неравновесия тензометри- ческого моста каждый каскад усиления может быть построен, например, на операционном усилителеj, типа 1 40УД5Б, а электронные ключи в устройстве для преобразования и электронные ключи S синхронных детекторах построены на основе интегральных преобразователей типа 124КТ1А, Блок управления синхронньми детекторами и электронными ключами включает в себя четьфе элемента задержки, каждый из которых

j имеет свой выход. Каждый элемент задержки содержит последовательно вклю - ченные ждущий мультивибратор на операционном усилителе, RC-дйфферёнци- руюп;ую цепь и еще один ждущий мультивибратор на операционном усилителе, Устройство работает следующим ofi- разом,

В исходном состоянии все электронные ключи и полевые транзисторьГ в синхронных детекторах закрыты и емкости разряжены. При поступлении на вход первого каскада 1 усиления импульса напряжения неравновесия тенжо- метрического моста с блока 34 через

35

40

50

55

некоторое время, необходимое для окончания переходных процессов, на управлякяций вход синхронного детектора 4 с блока 18 управления поступет управляющий импульс и открывает электронные ключи 8 и 12. Длительность управляющего импульса такова, что напряжение на конденсаторе 16 в течение его достигает значения, равного напряжению плоской вершины импульса первого каскада усиления. После того, как конденсатор 16 полностью зарядится через полевой транзистор 6, оканчивается действие управляющего импульса на синхронный детектор А и конденсатор 16 отключается от выхода каскада 1 усиления Следующий управляющий И1 пульс поступает с блока 18 управления на управляющие входы электронных ключей 26 и 30, ключа 20 и одновременно с этим на управляющий вход синхронного детектора 5, Напряжение с конденсатора. 16, равное по величине выходному напряжению каскада 1 усиления, через полевой транзистор 24 поступает на вход каскада 2 усиления. Усиленный каскадом 2 сигнал через полевой транзистор 7 синхронного детектора 5 заряжает конденсатор 17,

Как только напряжение на конденсаторе 17 достигнет значения, равного по величине выходному напряжению второго каскада 2 усиления, оканчивается действие управляющего импульса на управляющий вход синхронного детектора 5, вследствие чего конденсатор 17 отключается от выхода пре- дьщущего каскада 2 усиления, Одновре менно с этим ключ 20 отключает конденсатор 16 от входа этого же каскада 2 усиления, Подавая управляющий импульс на управляющие входы элект

10

56899

сяторы 16 и 17 успели полностью разрядиться. После разряда конденсаторов 16 и 17 устройство для преобразования напряжения неравновесия тен- зометрического импульсного моста снова готово к работе. Далее все процессы повторяются в той же последовательности.

Устройство для преобразования напряжения неравновесия тензометри- ческого импульсного моста по.зволяет полностью устранить остаточное напряжение синхронных- детекторов и 15 электронных ключей между синхронными детекторами и последующими каскадами усиления. Формула изобретения

Устройство для преобразования, напряжения неравновесия тензометри- ческого импульсного моста, содержащее блок измерения, первый выход которого соединен с входом задающего

генератора, второй выход соединен с первым каскадом п-каскадного усилителя, между каскадами которого включено п-1 синхронных детектордв,вход каждого из которых подключен к выходу предьщущего каскада усилителя, П- конденсаторов, каждый из которых включен между выходом соответствующего синхронного детектора и общей шиной, блок управления, к со-

ответствующим выходам которого подключены управляющие входы всех синхронных детекторов, выход задающего генератора соединен с входом блока управления, п-1 пара ключей, причем выход каждого соответствующего синх- ронногр детектора через один из клюей пары подключен к входу послеующего каскада п-каскадного усилителя, а через другой ключ пары к об

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может J -f о быть использовано в тензометрических устройствах. Цель изобретения - по- вьшение точности преобразования малых сигналов. Устройство для примера ограничено тремя каскадами 1,2 к 3 усиления, к которым подключены синхронные детекторы (д) 4 и 5, и содержит блок 18 управления,.задающий генератор 19, электронные ключи 20 - 23, 30 и 31 и блок 34 измерения. Выполнение каядого из Д 4 и 5 на полевом транзисторе 6(7) и электронных ключах 8(9), 12(13), а также вьтол- нение включенных между Д 4 и 5 и последующими каскадами 2 и 3 каскадного усилителя электронных ключей 20 и 22 также на полевом транзисторе позволяет устранить остаточное напряжение Д4 и 5 и электронных ключей 20 и 22. 1 ил. а $ ( СП О) 100

рЬнных ключей 27 и 31 , ключа 22, по- 45 щине, управляющие входы всех

дадим напряжение с конденсатора 17 на вход последнего каскада 3 усиления. После усиления каскадом 3 на выходе появляется импульс, амплитуключей соединены с соответствующи выходами блока управления, отл чающееся тем, что, с цель .повышения точности преобразования

да которого несет информацию о вели- gQ малых сигналов, каждый из синхронных

чине разбаланса тензометрического импульсного моста; Теперь поступают управляющие импульсы на управляющие входы электронных ключей 21 и 23, которые соединяют конденсаторы 16 и 17с обр1ей щиной - конденсаторы начинают разряжаться. Дпительность управляющих импульсов на ключи 21 и 23 должна быть такой, чтобы кондеидетекторов и включенных между синхронными детекторами и последующими каскадами п-каскадного усилителя электронных ключей вьтолнен на поле- gg BOM транзисторе, сток которого через первьп электронный ключ пары соединен с шиной питания одной полярности, исток черея резистор и второй электронный ключ той же пары, котоключей соединены с соответствующими выходами блока управления, отличающееся тем, что, с целью .повышения точности преобразования

детекторов и включенных между синхронными детекторами и последующими каскадами п-каскадного усилителя электронных ключей вьтолнен на поле- gg BOM транзисторе, сток которого через первьп электронный ключ пары соединен с шиной питания одной полярности, исток черея резистор и второй электронный ключ той же пары, кото 1456899 б

рые сЛединены последовательно, соеди- ным зажимом синхронного детектора нен с шиной питания другой полярное- а исток полевого транзистора с оеди- ти. яатврр через дополнительный ре- ней с выходным зажимом синхронного зистор соединен с общей шиной и вход- детектора.

5.